CHAPITRE TROIS

Définition des unités

Si on lit la définition des unités électriques dans des dictionnaires on a parfois l'impression d'être dans ces administrations (d'autrefois bien sûr!!) où on vous renvoyait de bureau en bureau. En effet tout se tient et est défini l'un par rapport à l'autre donc je vais essayer d'aller en ligne droite mais pour cela il faut partir d'assez loin.
Il faut définir la force. Appuyez sur la table, vous y exercez une certaine force, soulevez quelque chose, il faut encore appliquer une force proportionnelle au poids de l'objet car la terre l'attire plus ou moins selon sa masse. L'unité de force est le newton (=N) défini comme étant la force qu'il faut appliquer à une masse de un kilogramme pour lui donner une accélération de un mètre par seconde toutes les secondes. Si on pousse donc ce kilogramme sur une surface infiniment glissante avec une force de un newton, au bout d'une seconde notre kg aura une vitesse de un m/s (3,6 kmh), une seconde plus tard, il sera à 2m/s, encore une seconde et on est à 3m/s et ainsi de suite.. Si vous voulez simplement soulever ce kg, il vous faut exercer une force de 9,81N car si vous lâchez ce kg, il tombera avec une accélération de 9,81 m/s/s. Faites le calcul, ça finit par aller très vite.
Donc un kilogramme pèse 9,81N que l'on peut arrondir à 10 N ou un décanewton (daN) Pour se faire une idée de ces unités peu usitées dans la vie courante, avec un N on soulève environ 100 grammes.


Je vous ai laissé avec le kg au bout du bras, peut-être fatiguez-vous? Reposez-le, mais où? Si c'est sur l'étagère en hauteur, il ne va pas y aller tout seul et il vous faudra fournir un certain travail, si c'est par terre vous êtes entraîné par le poids et c'est lui qui fournit un certain travail, pas très récupérable, je l'avoue, sauf par une horloge, mais nous y reviendrons.
Donc pour ressentir la notion suivante, il vaut mieux remettre le poids sur l'étagère: si elle est deux fois plus haute, le travail sera deux fois plus important; donc ce travail est proportionnel à la distance parcourue.
Si l'on doit placer deux kg au lieu d'un, le travail sera également deux fois plus important; donc il est aussi proportionnel à la force exercée. Vous devez commencer à comprendre ce qu'est le travail. Une force qui se déplace effectue un travail qui modifie l'environnement: déplacement ou déformation d'objets par exemple.

L'unité de travail est le joule (=J). Un joule est le travail fourni par une force de un newton se déplaçant d'un mètre dans sa direction.


Pour replacer ce poids sur l'étagère soit vous avez le temps et vous le montez doucement, soit vous êtes pressé et vous allez vite. Vous voyez la différence entre les deux situations.
Il faut introduire une notion nouvelle qui est la puissance: puisque le travail effectué est le même, on a le même résultat, seulement on a eu plus ou moins de mal à le faire. Pour reprendre l'exemple de l'horloge, le poids qui descend en une semaine effectue un travail seulement la puissance disponible est très faible, une simple pile dure une année pour faire la même chose. Par contre si le poids tombe en une seconde on aura une puissance beaucoup plus importante.
L'unité de puissance est le watt (=W). Un watt est la puissance fournie par un travail de un joule par seconde.


Cette personne s'est déplacée de deux mètres en poussant quelque chose donc en exerçant une certaine force. Supposons que cette force soit de 10 daN (100N), elle a effectué un travail de : 100NX2=200 Joules. Si elle a mis une seconde pour le faire, elle a dépensé une puissance de 200W mais si elle a pris son temps et mis deux secondes, la puissance dépensée n'est plus que de : 200J :2s=100W.

Nous en avons terminé avec les unités mécaniques et nous allons enfin reparler d'électricité en commençant par l'ampère.
Rappelez-vous que cet ampère mesure un débit, une intensité de courant. Il est défini comme étant l'intensité d'un courant qui libère 1,118 mg d'argent par seconde dans une solution de nitrate d'argent. Si vous n'y comprenez rien, allez jeter un coup d'œil au chapitre des piles où l'on parle des ions.
L'unité de résistance (voir ce chapitre) est l'ohm. Il est défini comme étant la résistance au passage du courant, à 0°, d'une colonne verticale de 106,3 cm de mercure pesant 14,4521g. Un peu compliqué mais cette colonne a environ 1 mm2 de section.
Le volt, est la différence de potentiel qui règne entre les extrémités d'un conducteur de 1 ohm parcouru par un courant de un ampère.
Le coulomb est une mesure de quantité d'électricité. Un coulomb est la quantité d'électricité qui traverse, par seconde; un conducteur parcouru par un courant d'un ampère.
Le volt c'est aussi la différence de potentiel dans laquelle un coulomb produit un travail de un joule.
Voilà définies les principales unités électriques. Il en existe d'autres mais leur usage est moins fréquent. Si vous n'avez pas tout saisi dans ce chapitre, pas de panique, il faudra y revenir au fur et à mesure des besoins. En effet, on aurait pu présenter ces unités dans le chapitre correspondant à la notion qu'ils mesurent, j'ai préféré les regrouper dans le même endroit. Ainsi vous ne chercherez pas chaque fois que vous en aurez besoin.


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