L'électricité est une forme d'énergie liée au déplacement ou à la présence de charges électriques. Elle est aujourd'hui indispensable dans notre vie quotidienne : elle permet d'éclairer nos maisons, de faire fonctionner les appareils électroniques, de chauffer, de communiquer et d'alimenter de nombreux systèmes industriels.

Tout ce qui nous entoure est constitué d'atomes. Ces derniers sont formés d'un noyau contenant des protons et des neutrons, entouré d'électrons. Les électrons portent une charge électrique négative. Lorsqu'ils se déplacent dans certains matériaux, ils créent un courant électrique.

Certains matériaux laissent facilement circuler les électrons : ce sont les conducteurs électriques. Les métaux comme le cuivre, l'aluminium ou l'argent sont de très bons conducteurs. À l'inverse, les matériaux qui empêchent le déplacement des charges sont appelés isolants, comme le plastique, le verre ou le caoutchouc.

Pour qu'un courant électrique circule, il faut généralement un circuit fermé. Un circuit électrique simple est composé de plusieurs éléments :

• Un générateur, comme une pile ou une batterie, qui fournit l'énergie électrique.
• Des fils conducteurs, qui permettent aux charges électriques de se déplacer.
• Un récepteur, comme une lampe ou un moteur, qui transforme l'énergie électrique en une autre forme d'énergie.
• Un interrupteur, qui permet d'ouvrir ou de fermer le circuit.

La circulation du courant électrique est décrite grâce à plusieurs grandeurs physiques.

• L'intensité électrique, mesurée en ampères (A), correspond à la quantité de charges électriques qui traversent un circuit pendant un temps donné.
• La tension électrique, mesurée en volts (V), représente la différence d'énergie qui pousse les charges à circuler.
• La résistance électrique, mesurée en ohms (Ω), s'oppose au passage du courant.

La relation entre ces trois grandeurs est décrite par la loi d'Ohm : la tension (U) est égale à la résistance (R) multipliée par l'intensité (I). Cette loi permet de calculer le comportement d'un circuit électrique.

Il existe deux grands types de courant électrique.

• Le courant continu (CC), dans lequel les charges circulent toujours dans le même sens, comme dans une pile ou une batterie.
• Le courant alternatif (CA), dans lequel le sens du courant change régulièrement. C'est celui utilisé dans les prises électriques des habitations.

L'électricité peut être produite grâce à différentes sources d'énergie. Les centrales électriques utilisent notamment le nucléaire, le gaz, le charbon, l'eau des barrages, le vent ou le Soleil pour transformer une énergie initiale en énergie électrique.

L'électricité doit être utilisée avec précaution. Une tension trop élevée ou un mauvais usage peuvent provoquer des électrocutions, des incendies ou des dommages aux appareils. C'est pourquoi les installations électriques possèdent des dispositifs de sécurité comme les fusibles et les disjoncteurs.

L'étude de l'électricité a profondément transformé le monde moderne. De la simple ampoule aux ordinateurs, aux smartphones et aux véhicules électriques, elle est devenue l'une des formes d'énergie les plus importantes de notre civilisation.

Les transformateurs

Un transformateur est un appareil qui permet de modifier la tension d'un courant alternatif. Il peut augmenter ou diminuer la tension selon les besoins, sans produire lui-même d'électricité.

Un transformateur est constitué de deux bobines de fil enroulées autour d'un même noyau métallique. Lorsque le courant alternatif traverse la première bobine, il crée un champ magnétique variable qui induit une tension dans la seconde bobine.

• Un transformateur élévateur augmente la tension électrique.
• Un transformateur abaisseur diminue la tension électrique.
• Les transformateurs fonctionnent grâce au phénomène d'induction électromagnétique.
• Ils ne fonctionnent correctement qu'avec un courant alternatif, dont le champ magnétique varie en permanence.

L'électricité produite dans les centrales est d'abord portée à une très haute tension afin de limiter les pertes d'énergie pendant son transport sur de longues distances. Près des villes et des habitations, d'autres transformateurs abaissent progressivement cette tension jusqu'à environ 230 volts.

Les transformateurs sont également présents dans de nombreux appareils du quotidien. Les chargeurs, certaines alimentations électriques et de nombreux équipements électroniques utilisent un transformateur pour fournir une tension adaptée à leur fonctionnement.

Sans transformateurs, il serait très difficile de transporter l'électricité sur de longues distances et d'alimenter en toute sécurité les habitations, les entreprises et les appareils électriques.