Les Unités Électriques

par Thierry Thomasset

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octobre 2009

Sommaire

_____________________

les unités de : intensité de courant électrique . . . . . . . 3

densité de courant électrique . . . . . . . . 3

force électromotrice et différence de potentiel (ou tension) . . . . . . . . . . . 3

résistance électrique . . . . . . . . . . . . . . . 4

résistivité et conductivité électrique . . . 4

intensité de champ électrique . . . . . . . 4

puissance électrique . . . . . . . . . . . . . . . 5

conductance électrique . . . . . . . . . . . . . 5

quantité d'électricité . . . . . . . . . . . . . . . 5

capacité électrique . . . . . . . . . . . . . . . . 6

capacitance électrique . . . . . . . . . . . . . 6

permittivité ou constante diélectrique . 6

inductance électrique . . . . . . . . . . . . . . 6

reluctance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

flux d'induction magnétique . . . . . . . . . 7

induction magnétique . . . . . . . . . . . . . . 7

intensité de champ magnétique . . . . . . 8

force magnétomotrice . . . . . . . . . . . . . . 8

_____________________ Les unités électriques : 3

Intensité de courant électrique m ampère A Intensité d'un courant électrique constant qui,

maintenu dans deux conducteurs parallèles, rectilignes, de longueur infinie, de section circulaire négligeable, et placés à une distance de 1 m l'un de l'autre dans le vide, produirait entre ces conducteurs une force de 2.10-7 N par mètre de longueur. IXe CGPM résolution 7 - 1948 étym. : vient du savant André Marie Ampère (1775-1836).

biot Bi 10 A ancienne unité CGS étym. : vient du savant Jean Baptiste Biot (1774-1862).

edison 100 A étym. : vient du savant Thomas Edison (1847-1931).

Densité de courant électrique ampère par mètre carré

A/m2

Force électromotrice et différence de potentiel (ou tension volt V 1 W/A

Différence de potentiel existant entre deux points d'un fil conducteur parcouru par un courant constant de 1 A, lorsque la puissance dissipée entre ces points est égale à 1 W. étym. : apocope, vient du savant Alessandro Volta (1745-1827).

_____________________ Les unités électriques : 4

Résistance électrique ohm ! 1 V/A

Résistance électrique existant entre deux points d'un fil conducteur lorsqu'une différence de potentiel de 1 V, appliquée entre ces deux points, produit dans ce conducteur un courant de 1 A, ledit conducteur n'étant le siège d'aucune force électromotrice.

On emploie également le kilohm (103 !) et le mégohm (106 !). étym. : vient du savant Georg Ohm (1789-1854).

Résistivité et conductivité électrique (conductivité = 1 / résistivité) résistivité électrique ohm-mètre !.m preece 1.1013 !.m

étym. : vient de l'ingénieur gallois sir William Henry Preece (1834-1913).

La conduction varie avec l'inverse de la résistivité. Les meilleurs conducteurs électriques sont l'argent, le cuivre, l'or et l'aluminium… par contre l'air est un isolant, sa résistivité au niveau du sol est d'environ 3.109 !.m.

conductivité électrique siemens par mètre S/m 1 !-1.m-1

La conductivité électrique est généralement représentée par la lettre grecque sigma " .

Intensité de champ électrique volt par mètre V/m Intensité d'un champ électrique exerçant une force

de 1 N sur un corps chargé d'une quantité d'électricité de 1 coulomb.

éléments résistivité (n!.m) Ag Cu Au Al Fe Ni Sn

16 18 22 30 104 130 142

_____________________ Les unités électriques : 5

Puissance électrique watt W 1 J/s volt-ampère VA 1 W

utilisé pour mesurer la puissance apparente dans le cas d'un courant électrique alternatif.

var var 1 W utilisé pour mesurer la puissance réactive dans le cas d'un courant électrique alternatif.

Conductance électrique siemens S 1 !-1

étym. : vient du savant Werner Siemens (1816-1892).

mho 1 !-1 étym. : écriture inverse de l'ohm, unité de résistance électrique.

Quantité d'électricité, charge électrique coulomb C 1 A.s

étym. : vient du savant Charles de Coulomb (1736-1806).

ampère-heure Ah 3 600 C franklin Fr 3,335 64.10-10 C

ancienne unité CGS étym. : vient du savant Benjamin Franklin (1706-1790).

faraday F 9,648 7.104 C étym. : vient du savant Michael Faraday (1791-1867).

_____________________ Les unités électriques : 6

Capacité électrique farad F 1 C/V

On utilise plus couramment le microfarad (µF) ou picofarad (pF) comme unité de capacité des condensateurs. étym. : apocope, vient du savant Michael Faraday (1791-1867).

jar 1,1 nF unité première de capacité électrique étym. : mot anglais signifiant fiole

Notes... Le condensateur Un condensateur est un dispositif capable de stocker de l'énergie électrique sous forme de charges. Sa forme la plus simple est deux conducteurs plans (armatures) séparés par un isolant (diélectrique). Sa capacité C en farad est définie par :

!

C = "0 ." r

Sd

avec S : surface de l'armature en m2 d : distance entre les armatures en m !0 : permittivité du vide 8,854 187.10-12 F/m !r : permittivité relative du diélectrique (sans unité)

La permittivité est également appelée constante diélectrique. La permittivité relative du vide est égale à 1 par définition. Le papier est un excellent isolant, de nombreux condensateurs sont faits d'une feuille de papier placée entre 2 feuilles conductrices, le tout enroulé.

Lorsqu'on le relie à une source de courant continu, les charges positives s'accumulent sur une armature et les charges négatives sur l'autre. La charge Q en coulomb emmagasinée par le condensateur est :

Q = C.U avec C : la capacité en farad U : la tension appliquée aux bornes en volt

Les condensateurs peuvent être associés en parallèle ou en série, sa capacité équivalente est :

- mode série :

!

1C

=1C1

+1C2

+1C3

- mode parallèle :

!

C = C1 + C2 + C3

matière ! r vide air

papier verre

1 1,0005 2 6

exemples de permittivité relative

_____________________ Les unités électriques : 7

Histoire Le premier condensateur a été inventé à Leyde aux Pays-Bas en 1745 par Pieter van Musschenbroek. Il s'agissait d'une bouteille recouverte d'un enduit métallique à l'intérieur comme à l'extérieur et relié à des conducteurs. Benjamin Franklin a utilisé ce condensateur et lui a donné une capacité de 1 jar, le mot jar signifiant bouteille ou fiole.

1 farad = 9.108 jar @ consulter : - Capacitors - Tony van Roon http://www.uoguelph.ca/~antoon/gadgets/caps/caps.html

Capacitance électrique un par farad daraf F-1 1 daraf = 1 F-1

étym. : farad écrit à l'envers (1936)

Permittivité ou constante diélectrique farad par mètre F/m

Inductance électrique improprement appelée coefficient de self-induction henry H 1 Wb/A

Inductance électrique d'un circuit fermé dans lequel une force électromotrice de 1 volt est produite, lorsque le courant électrique qui parcourt le circuit varie uniformément à raison de 1 A/s. étym. : vient du savant Joseph Henry (1797-1878).

_____________________ Les unités électriques : 8

Reluctance un par henry H-1 1 A/Wb sturgeon 1 sturgeon = 1 H-1

étym. : vient du savant William Sturgeon (1783-1850).

Flux d'induction magnétique weber Wb 1 V.s

flux magnétique qui, traversant un circuit d'une seule spire, produit une force électromotrice de 1 volt si on l'amène à zéro en une seconde par décroissance uniforme. étym. : vient du savant Wilhelm Weber (1804-1891).

maxwell Mx, M 10-8 Wb ancienne unité CGS étym. : vient du savant James Clerk Maxwell (1831-1879).

line 10-6 line = 0,01 Wb anglo-saxonne kapp line 6 000 maxwells

Induction magnétique tesla T 1 Wb/m2

étym. : vient du savant Nikola Tesla (1856-1943).

gauss GS, G 10-4 T ancienne unité CGS étym. : vient du savant Carl Gauss (1777-1855).

gamma 10-9 T

_____________________ Les unités électriques : 9

Intensité de champ magnétique ampère par mètre A/m oersted Oe 103 /4." A/m ou 79,577 47 A/m

étym. : vient du savant Christian Oersted (1777-1851).

lenz 1 A/m étym. : vient du savant Heinrich Lenz (1804-1865).

Force magnétomotrice ampère A Force magnétomotrice produite le long d'une

courbe fermée quelconque qui entoure une seule fois un conducteur parcouru par un courant électrique de 1 A.

ampère-tour At, Atr gilbert Gb 0,795 77 At

ancienne unité CGS étym. : vient du savant William Gilbert (1544-1603).