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Résistance des conducteurs: Modèle et effet Joule

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Description

Cette séance de cours couvre le modèle de résistance dans les conducteurs, expliquant la relation entre le champ électrique, la charge et la mobilité. Il traite également de l'effet Joule, où l'énergie électrique est convertie en chaleur en raison de la résistance. La présentation comprend des exemples de chauffage électrique et le choix de fils basés sur la résistance. En outre, il explore le regroupement des résistances dans les circuits, soulignant l'importance de minimiser la résistance interne pour un transfert de puissance efficace.

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Electrical resistance and conductance

The electrical resistance of an object is a measure of its opposition to the flow of electric current. Its reciprocal quantity is , measuring the ease with which an electric current passes. Electrical resistance shares some conceptual parallels with mechanical friction. The SI unit of electrical resistance is the ohm (Ω), while electrical conductance is measured in siemens (S) (formerly called the 'mho' and then represented by ℧). The resistance of an object depends in large part on the material it is made of.

Effet Joule

vignette|Échauffement par effet Joule de la bobine d'un grille-pain. L'effet Joule est la manifestation thermique de la résistance électrique qui se produit lors du passage d'un courant électrique dans tout matériau conducteur. L'effet porte le nom du physicien anglais James Prescott Joule qui l'a découvert en 1840. De manière générale, le courant électrique est assuré par le mouvement des charges électriques. Ces porteurs de charge en mouvement interagissent avec les atomes constitutifs du milieu dans lequel ils se déplacent ce qui constitue un frein, une résistance à leurs déplacements.

Champ électrique

thumb|Champ électrique associé à son propagateur qu'est le photon. right|thumb|Michael Faraday introduisit la notion de champ électrique. En physique, le champ électrique est le champ vectoriel créé par des particules électriquement chargées. Plus précisément, des particules chargées modifient les propriétés locales de l'espace, ce que traduit justement la notion de champ. Si une autre charge se trouve dans ce champ, elle subira l'action de la force électrique exercée à distance par la particule : le champ électrique est en quelque sorte le "médiateur" de cette action à distance.

Potentiel électrique

Le potentiel électrique, exprimé en volts (symbole : V), est l'une des grandeurs définissant l'état électrique d'un point de l'espace. Il correspond à l'énergie potentielle électrostatique que posséderait une charge électrique unitaire située en ce point, c'est-à-dire à l'énergie potentielle (mesurée en joules) d'une particule chargée en ce point divisée par la charge (mesurée en coulombs) de la particule.

Résistance de contact

vignette| Schéma de l'estimation de la résistance de contact par la (TLM). La résistance de contact fait référence à la contribution à la résistance totale d'un circuit électrique qui peut être attribuée aux interfaces de contact des conducteurs et connexions électriques, par opposition à la résistance intrinsèque. Cet effet est décrit par le terme résistance électrique de contact (REC ou ECR, de l'anglais electrical contact resistance) et résulte des zones limitées de contact réel avec une interface et de la présence de films de surface résistifs ou de couches d'oxydes.

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