ÉLECTRICITÉ Lois et applications
L'électricité et les autres domaines de la physique
Les lois de l'électricité gouvernent les particules constitutives de la matière. Il n'est pas surprenant qu'on rencontre les phénomènes électriques dans divers domaines de la physique et même de la chimie. Les énergies mises en jeu sont parfois faibles mais lorsqu'elles sont plus importantes, elles permettent des conversions énergétiques.
Les effets électro-optiques et thermiques
Les propriétés électriques des semi-conducteurs sont particulièrement sensibles à l'éclairement. Cela est mis à profit pour réaliser des capteurs photoélectriques : cellules photovoltaïques (générateurs), photodiodes et phototransistors, capteurs « CCD » pour les caméras vidéo. Inversement les semi-conducteurs parcourus par un courant peuvent produire de la lumière : photodiodes ou LED utilisées pour l'affichage. Dans les thermistances, la résistance varie fortement avec la température, ce qui permet de réaliser des capteurs de température utilisés en thermométrie.
Les effets thermoélectriques
Si le passage du courant électrique produit un dégagement de chaleur (effet Joule), le transport et la diffusion des porteurs de charge entraîne d'autres effets. Dans l'effet Peltier, le passage d'un courant peut absorber de la chaleur (on utilise cet effet dans certains petits réfrigérateurs ou pour le refroidissement de circuits électriques). Quant à l'effet Seebeck, il correspond à l'apparition d'une différence de potentiel entre deux soudures placées à des températures différentes, il est utilisé en thermométrie.
Les effets électrochimiques
L'électrolyse permet la séparation d'espèces chimiques. Inversement, des réactions chimiques (comme l'oxydoréduction) peuvent produire de l'énergie électrique (piles, accumulateurs).
Les effets électromécaniques
Les forces électriques et la loi de l'induction permettent de transformer de l'énergie électrique en énergie mécanique et vice versa. Ces conversions mettent en jeu de grandes énergies essentielles dans nos sociétés : production de l'énergie électrique (alternateurs), transports (T.G.V., métro...). La piézoélectricité est la conversion, dans certains matériaux, d'une contrainte mécanique en une différence de potentiel et vice versa ; elle est appliquée aux capteurs de pression.
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Écrit par
- Jean-Marie DONNINI : agrégé de physique, maître de conférences
- Lucien QUARANTA : maître de conférences
Classification
Médias
Principaux phénomènes électriques et lois fondamentales qui les régissent
Encyclopædia Universalis France
La fée électricité
Encyclopædia Universalis France
Création d'un champ électrique
Encyclopædia Universalis France
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