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James Prescott et l’effet Joule

James Prescott Joule (1818-1889), physicien anglais.

Ce fils de brasseur reprend l'affaire familiale avant de se consacrer à la science et de mener des expérimentations en autodidacte sur les rapports entre chaleur et électricité !

Il découvre notamment que le passage d’un courant électrique dans un matériau conducteur dégage de la chaleur : on appelle ce phénomène l'effet « Joule ».

Plus tard, il énonce le principe de conservation de l’énergie : « Toutes les formes d’énergies, qu’elles soient mécanique, électrique, chimique… peuvent se transformer les unes dans les autres, mais rien n’est perdu.»

L'effet Joule et nos grille-pains

Le passage d'un courant électrique excite et agite les atomes qui constituent ce matériau.
Cela se traduit par un dégagement de chaleur.
Plus le matériau est résistant, plus les électrons dépensent d'énergie pour le traverser et plus cette matière s’échauffe.

De nombreux appareils courants utilisent cette propriété, le grille-pain, le chauffage électrique ou encore le four.

Et nos machines à laver, comment l'électricité les fait-elle tourner ?

Le moteur convertit l'énergie électrique en énergie mécanique.
C'est le principe inverse de l'alternateur ou de la dynamo.
Trois bobines de fil de cuivre sont alimentées successivement par un courant électrique.
Elles attirent chacune leur tour un aimant central qui se met à tourner sur lui-même.
L'aimant entraîne le tambour d'une machine à laver, l'axe d'une visseuse ou encore des roues de voiture !

Et nos ordinateurs, comment l'électricité leurs donne-t-elle vie ?

L'électricité transporte de l'information. C'est au transistor que l'on doit la possibilité  de transformer le courant électrique en des 0 et des 1, base du langage binaire utilisé en informatique !

Le transistor est un composant d'où sortent 3 fils électriques nommés base, collecteur et émetteur.

La base est une sorte de robinet qui s'ouvre et se ferme en fonction des « ordres », c'est à dire de la tension qu'il reçoit. Lorsque que le courant ne passe pas, cela correspond à 0 et lorsque que le courant passe, on dit que c’est 1.

Les électrons nous rendent bien des services au quotidien : chauffer, griller, éclairer, faire tourner des moteurs mais aussi activer des cristaux liquides et transporter de l'information !

L’enjeu du 21ème siècle est de faire mieux avec moins d’électricité. Autrement dit augmenter l’efficacité énergétique des appareils… Et baisser nos factures !

James Prescott et l’effet Joule
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