Électrophysiologie - Notions générales d'électricité

Dans la matière, il existe deux types de charges électriques : le proton positif dans le noyau et l'électron négatif autour du noyau.

Toutes les charges sont des multiples de la charge élémentaire (

q = 1,6.10^-19 C, mais le chiffre n'est pas à retenir).

Un corps chargé (ou électrisé) est un corps qui n'est pas neutre, c'est-à-dire que le nombre de charges élémentaires d'un signe donné est supérieur au nombre de charges élémentaires de l'autre signe.

Un corps conducteur est un corps dans lequel les particules chargées (électrons ou ions) se déplacent librement.

Un corps diélectrique (ou isolant) est capable de contenir de l'énergie électrostatique et est caractérisé par sa permittivité ou constante diélectrique.

Dans un système clos, la somme des charges électriques positives et négatives ne varie pas au cours du temps.

Le circuit électrique est l'ensemble du système de conduction fermé par lequel les électrons circulent.

Trois éléments sont nécessaires pour qu'un courant électrique passe :

1. Une force électromotrice (un générateur).
2. Un conducteur (les fils).
3. Une différence de potentiel entre deux points (le récepteur, ou l'utilisateur du courant).

La loi d'Ohm est la relation fondamentale de l'électrocinétique. Elle stipule que la différence de potentiel U (en Volts) aux bornes d'une résistance R (en Ohms) est proportionnelle à l'intensité I (en Ampères) du courant qui la traverse :
U = R x I

L' intensité du courant I (en Ampères) est le débit de charges : la quantité de charge Q (en Coulombs) qui traverse une section du circuit pendant un temps t (en secondes).
I = Q / t

Le voltage (ou tension, ou différence de potentiel U, en Volts) est l'énergie potentielle dont disposent les électrons pour effectuer un travail. Plus la différence de potentiel est importante entre les deux pôles, plus le courant d'électrons est important.

La résistance R (en Ohms) est la capacité d'un matériau à s'opposer au passage du courant électrique . Plus la résistance est élevée, plus l'intensité du courant est faible.

La puissance P (en Watts) est l'énergie que consomme un récepteur par unité de temps.
P = U x I

Le courant continu (DC) a une intensité et un sens constants. Les générateurs de courant continu sont les piles, les accumulateurs et les batteries.

Le courant alternatif (AC) a une intensité et un sens qui varient de façon périodique et sinusoïdale (cas du courant domestique).

La fréquence (f, en Hertz) est l'inverse de la période (T, en secondes) : f = 1 / T. Pour le courant domestique, f = 50 Hz.

Les condensateurs sont des composants électriques qui peuvent emmagasiner des charges électriques (et donc de l'énergie).

Un condensateur se compose de deux armatures conductrices séparées par un isolant (le diélectrique). Sa capacité (C, en Farads) est la quantité de charges (Q, en Coulombs) qu'il peut emmagasiner sous une certaine tension (U, en Volts). C = Q / U

Les inductances (ou bobines) sont des composants électriques qui peuvent emmagasiner temporairement de l'énergie électrique sous forme de champ magnétique.

Une inductance (L, en Henry) est un enroulement de fil conducteur (une bobine). Elle s'oppose à la variation du courant qui la traverse et engendre en retour une tension.

Le champ électrique est la zone autour d'une charge électrique où une force s'exercerait sur une autre charge. Il est inversement proportionnel au carré de la distance et directement proportionnel à la charge.

Le potentiel électrique (V, en Volts) en un point est l'énergie potentielle électrique par unité de charge en ce point. Il est lié au travail nécessaire pour déplacer une charge d'un point à un autre dans un champ électrique.

La différence de potentiel (ou tension, U, en Volts) entre deux points est la différence de potentiel électrique entre ces deux points. Elle représente le travail par unité de charge pour déplacer une charge entre ces deux points.

La loi de Coulomb décrit la force (F) d'attraction ou de répulsion entre deux charges électriques ponctuelles (q1, q2). Elle est directement proportionnelle au produit des charges et inversement proportionnelle au carré de la distance (r) qui les sépare, avec k une constante : F = k * (|q1 * q2| / r^2)

Le courant électrique est le déplacement ordonné des charges électriques (électrons ou ions) à travers un conducteur.