Au cours d'un orage, avez-vous vu un éclair de lumière vive dans le ciel ? C'est ce qu'on appelle « la foudre » et c'est un exemple d'énergie électrique. C'est la décharge visible de l'électricité atmosphérique se déplaçant entre les nuages ou des nuages vers le sol. Lorsque la foudre chauffe l'air, elle crée une onde de choc qui provoque le bruit du tonnerre.
Dans cette leçon, nous apprendrons :
L'énergie électrique est un type d'énergie cinétique causée par le déplacement de charges électriques. Ces particules chargées sont appelées électrons. La quantité d'énergie dépend de la vitesse des charges - plus elles se déplacent rapidement, plus elles transportent d'énergie électrique. Imaginons qu'une charge électrique soit représentée par une balle lancée contre une fenêtre. Si vous lancez la balle très vite, elle aura plus d'énergie pour casser la vitre. Si vous ne lancez pas la balle rapidement, elle n'aura pas assez d'énergie pour briser la vitre.
Les lignes électriques sont utilisées pour transmettre et distribuer l'énergie électrique.
L'électricité est un type d'énergie qui provient de l'énergie électrique.
L'énergie cinétique est l'énergie d'un objet en mouvement.
Les trains électriques utilisent l'électricité pour alimenter des moteurs électriques, entraînant leurs roues et assurant le mouvement.
Voici quelques exemples d'énergie électrique :
L'énergie électrique peut être une énergie potentielle ou cinétique. Elle résulte du passage d'une charge électrique. L'énergie peut être considérée comme le travail nécessaire pour déplacer un objet ou le soumettre à une force. Prenons l'exemple d'une batterie - dans une batterie, l'énergie électrique est souvent de l'énergie potentielle jusqu'à ce qu'une certaine force soit appliquée pour faire travailler les particules chargées et devenir de l'énergie cinétique. Lorsque vous allumez votre lumière à la maison, l'énergie potentielle voyage le long du fil et est convertie en énergie lumineuse et thermique.
Avant que l'énergie électrique ne soit livrée à l'utilisateur final, toute l'énergie électrique est de l'énergie potentielle. Une fois convertie à partir de l'énergie potentielle, nous pouvons toujours appeler l'énergie électrique une autre forme d'énergie comme la lumière, la chaleur, le mouvement, etc.
Examinons maintenant deux autres termes importants liés à l'énergie électrique : la charge électrique, le champ électrique et le courant électrique.
Une charge électrique est une propriété fondamentale de la matière portée par certaines particules subatomiques (par exemple, les électrons et les protons) qui régissent la façon dont ces particules sont affectées par un champ électromagnétique. La charge électrique peut être positive ou négative, se produit en unités discrètes et n'est ni créée ni détruite. Il provoque des forces attractives et répulsives entre les particules. Les objets de même charge se repoussent et les objets de charge opposée s'attirent. La loi de Coulomb détermine la grandeur de la force d'attraction ou de répulsion.
Un champ électrique est le champ physique qui entoure les particules chargées électriquement et exerce une force sur toutes les autres particules chargées dans le champ, soit en les attirant, soit en les repoussant.
Un courant électrique est un flux de charge électrique dans un circuit. C'est le taux d'écoulement de la charge au-delà d'un point donné dans un circuit électrique. Le courant électrique est mesuré en coulombs par seconde et l'unité couramment utilisée est l'ampère (amp, A).
L'illustration suivante montre que des particules chargées négativement se déplaçant à travers un fil dans un circuit électrique créent de l'électricité
L'énergie électrique est générée lorsque l'énergie mécanique est exploitée et utilisée pour faire tourner une turbine. L'énergie mécanique pour faire tourner la turbine peut provenir de diverses sources, y compris la chute d'eau, le vent ou la vapeur provenant de la chaleur générée soit par une réaction nucléaire, soit par la combustion de combustibles fossiles.
Par exemple:
Dans une centrale nucléaire, l'énergie nucléaire transforme l'eau en vapeur. La vapeur est utilisée pour faire tourner une aube de turbine, qui allume un générateur pour donner aux charges électriques leur énergie.
Dans une centrale hydroélectrique, l'eau qui tombe est utilisée pour faire tourner les aubes de la turbine. Les pales font tourner le générateur pour créer de l'énergie électrique.
L'énergie solaire est l'énergie produite directement à partir du soleil. L'énergie solaire peut être convertie en électricité ou utilisée pour chauffer l'air, l'eau ou d'autres fluides.
Dans un moulin à vent, l'énergie éolienne fait tourner la pale de la turbine, qui – vous l'avez deviné ! – fait que le générateur crée de l'énergie électrique.
Ci-dessous une photo de moulins à vent :
L'unité de base de l'énergie électrique est le Joule.
L'unité commerciale d'énergie électrique est le kilowattheure (kWh).
L'énergie électrique peut être convertie en d'autres formes d'énergie comme l'énergie thermique, l'énergie lumineuse, le mouvement, etc. Les exemples les plus connus sont :
Pouvez-vous penser à un autre exemple de transformation de l'énergie électrique en d'autres formes d'énergie ?
