Le courant électrique est un déplacement de charge. Sans source, les électrons libres d'un métal bougent dans tous les sens et rien ne se déplace globalement. Avec une source de tension, davantage vont d'un côté. L'intensité I égale Q divisé par t, en ampères, et un ampère est un coulomb par seconde. Les électrons rampent, la poussée va vite.
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Vous appuyez sur l'interrupteur et la lumière s'allume aussitôt. Il y a des mètres de fil entre les deux, alors vous pensez : ces électrons doivent foncer. Ils font l'inverse. Dans un fil branché sur une pile, ils avancent d'environ un quart de millimètre par seconde, un centimètre et demi en une minute. Ce qui va presque aussi vite que la lumière, c'est la poussée.
Dans cette vidéo vous apprenez ce qu'est la charge électrique et ce qui bouge dans un métal. Un atome est neutre parce que la charge du noyau est exactement aussi grande que celle de tous ses électrons réunis. La charge d'un électron est le plus petit morceau qui existe isolément : la charge élémentaire, 1,602 fois dix puissance moins dix-neuf coulomb. Un coulomb en contient un peu plus de six fois dix puissance dix-huit.
Dans un métal, les atomes sont dans un réseau, et de chaque atome environ un électron se déplace librement entre les ions, dans tous les sens. Sans source, rien ne se déplace globalement. Branchez une source de tension et il en va davantage d'un côté que de l'autre : c'est le courant électrique. Sa force s'exprime par l'intensité du courant électrique : I égale Q divisé par t, en ampères, et un ampère n'est rien d'autre qu'un coulomb par seconde.
Ensuite vous calculez avec. Un chargeur de vélo électrique fournit 2,0 ampères et vous chargez trois heures : cela fait 10,8 kilosecondes, donc plus de vingt mille coulombs par une seule prise. Si vous trouvez 6,0, vous n'avez pas converti les heures en secondes.
Et pour finir, la convention sur laquelle tout le monde bute. Par convention, le courant électrique va du plus vers le moins, alors que les électrons vont du moins vers le plus. C'est un accident historique : le sens a été fixé avant qu'on sache que les électrons existaient. Pour les calculs, cela ne change rien.
Pour la physique au lycée, en électricité.
Dans cette vidéo
- 0:00Presque aussi vite que la lumière
- 0:13La charge, et son plus petit morceau
- 1:16Ce qui bouge dans un métal
- 2:44La convention, et pourquoi elle est à l'envers
- 3:27À quelle vitesse va vraiment un électron
- 4:37Trois choses à retenir
- 5:05Deux questions
- 5:25Les réponses
- 5:55Courant, charge et les deux sens
L'explication complète, par écrit
Presque aussi vite que la lumière
0:00Tu appuies sur l'interrupteur et la lumière s'allume aussitôt. Il y a des mètres de fil, donc ces électrons foncent dans ce cuivre, presque aussi vite que la lumière.
La charge, et son plus petit morceau
0:14Pour comprendre ce qui passe dans ce fil, il faut d'abord savoir ce qu'est la charge. Un atome a un noyau entouré d'électrons. Le noyau est positif, les électrons sont négatifs, et dans un atome ordinaire, les deux sont exactement égaux. Charge nette nulle : l'atome est neutre.
0:34La charge est une grandeur de symbole Q, et son unité est le coulomb. Et la charge d'un électron est le plus petit morceau de charge qui existe isolément. On l'appelle la charge élémentaire, symbole e, valant un virgule six zéro deux fois dix puissance moins dix-neuf coulomb.
0:55C'est si petit qu'on a du mal à l'imaginer, alors inverse : un coulomb, c'est un peu plus de six fois dix puissance dix-huit électrons. Un six suivi de dix-huit zéros. Et comme la charge ne vient qu'en électrons entiers : Q égale n fois e, où n est un nombre entier.
Ce qui bouge dans un métal
1:17Dans un métal, les atomes sont fixés dans un réseau, mais chaque atome a environ un électron qui n'est plus lié à son propre noyau. On les appelle électrons libres, et ils bougent entre les ions, dans tous les sens, même quand rien n'est branché.
1:34Globalement, rien ne se déplace alors. Branche une source de tension, et plus d'électrons vont d'un côté que de l'autre. Une charge nette se déplace, et c'est ce qu'on appelle le courant électrique. Sa force, tu l'exprimes par l'intensité du courant électrique.
1:52Symbole I, unité ampère. Et ce n'est rien d'autre que de la charge par seconde : I égale Q divisé par t. Prends le chargeur d'un vélo électrique. Il fournit deux virgule zéro ampères, et tu charges pendant trois heures. Trois heures : dix virgule huit kilosecondes.
2:11Q vaut alors I fois t : deux virgule zéro fois dix virgule huit mille, égale deux virgule un six fois dix puissance quatre coulombs. Plus de vingt mille coulombs, par une seule prise. Et attention à l'unité : ampère fois seconde, c'est le coulomb.
2:27Si tu trouves six virgule zéro, tu n'as pas converti les heures en secondes. Dans le fil, des électrons négatifs vont du moins vers le plus. Dans quel sens le courant électrique circule-t-il par convention ?
La convention, et pourquoi elle est à l'envers
2:45La convention est : le courant circule dans le sens où se déplacerait une charge positive. Donc du plus de la source, à travers le circuit, vers le moins. Les électrons font exactement l'inverse. Ils vont du moins vers le plus. C'est déroutant, et c'est un accident historique : le sens a été fixé avant qu'on sache que les électrons existaient.
3:09Mais on ne l'a jamais changé, car pour les calculs cela ne change rien. Toutes les formules restent justes. Retiens donc deux flèches : le flux d'électrons du moins vers le plus, et le courant électrique, que tu dessines, du plus vers le moins.
À quelle vitesse va vraiment un électron
3:27Revenons à la vitesse du début. Branche une lampe sur une pile, et les électrons dans ce fil avancent d'environ un quart de millimètre par seconde. En une minute, un centimètre et demi. Sur le secteur, c'est encore plus fou. La tension y va et vient cinquante fois par seconde, donc les électrons ne vont nulle part : ils vibrent d'un millième de millimètre autour de leur place.
3:53Pourtant ta lampe s'allume aussitôt. Pense à un tuyau d'arrosage déjà plein d'eau. Tu ouvres le robinet, et l'eau sort aussitôt au bout. Ce n'est pas l'eau qui sort du robinet, car celle-là est encore au début. C'est l'eau qui attendait déjà au bout.
4:14L'eau bouge bien, dans tout le tuyau à la fois, mais lentement. Ce qui passe vite, c'est la poussée. Dans le fil, pareil. Il est déjà plein d'électrons libres, et la poussée le traverse presque à la vitesse de la lumière, donc partout ils se mettent à bouger en même temps.
4:33Mais eux-mêmes avancent terriblement lentement.
Trois choses à retenir
4:38Trois choses. La charge vient en électrons entiers : Q égale n fois e, et e vaut un virgule six zéro deux fois dix puissance moins dix-neuf coulomb. L'intensité, c'est la charge par seconde : I égale Q divisé par t, en ampères. Et le sens conventionnel du courant va du plus vers le moins, alors que les électrons vont du moins vers le plus. Les électrons rampent ; la poussée va presque aussi vite que la lumière.
Deux questions
5:05Deux questions. Un. Dans un fil passe pendant une demi-seconde un courant de quatre virgule zéro ampères. Quelle charge est passée ? Deux. Tu rallonges le fil de ta lampe de bureau de cinq mètres. La lampe met-elle alors nettement plus de temps à s'allumer ?
Les réponses
5:25La première : Q égale I fois t, donc quatre virgule zéro fois zéro virgule cinq égale deux virgule zéro coulombs. Ampère fois seconde donne coulomb, donc l'unité est juste. La deuxième : non. Les électrons qui allument ta lampe étaient déjà dans ce dernier bout de fil ; ils n'ont pas à aller d'abord de la prise jusqu'à la lampe.
5:46Ce qui doit bien franchir ces cinq mètres, c'est la poussée, et elle met quelques cent-millionièmes de seconde.
Courant, charge et les deux sens
5:55Tu sais maintenant ce qui bouge et à quelle vitesse. D'où vient l'énergie qui met ces électrons en mouvement, et pourquoi on l'exprime en volts, il y a une vidéo à part sur la chaîne.
Questions fréquentes
À quelle vitesse les électrons se déplacent-ils dans un fil ?
Bien plus lentement que vous ne le pensez. Dans un fil branché sur une pile, ils avancent d'environ un quart de millimètre par seconde, soit un centimètre et demi en une minute. Sur le secteur, ils ne vont nulle part : la tension y change de sens cinquante fois par seconde, donc ils vibrent d'un millième de millimètre autour de leur place. Pourtant votre lampe s'allume aussitôt, car le fil est déjà plein d'électrons libres et la poussée le traverse presque à la vitesse de la lumière.
Pourquoi le courant va-t-il du plus vers le moins alors que les électrons vont dans l'autre sens ?
Parce que le sens a été fixé avant qu'on sache que les électrons existaient. La convention est : le courant circule dans le sens où se déplacerait une charge positive, donc de la borne plus de la source, à travers le circuit, vers le moins. Les électrons sont négatifs et font exactement l'inverse. La convention n'a jamais changé, car rien dans les calculs n'en dépend : toutes les formules restent justes.
Comment calcule-t-on la charge qui est passée ?
Avec Q égale I fois t. Attention à l'unité du temps : elle doit être en secondes. Un chargeur de 2,0 ampères qui charge pendant trois heures fournit 2,0 fois 10,8 kilosecondes, soit 2,16 fois dix puissance quatre coulombs. Si vous calculez avec trois au lieu de 10800, vous trouvez 6,0, et c'est faux d'un facteur 3600.
La suite porte sur la tension : ce que dit vraiment un volt, et pourquoi deux piles portant le même nombre durent très différemment.
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Physics with Thomas : la physique expliquée avec l'image là où elle apporte quelque chose, et sans elle là où elle distrait.
Dans cette série
Le courant électriqueles électrons rampent, votre lampe s'allume aussitôt6:12
Tension et capacitédeux piles, le même nombre4:43
Brancher ampèremètre et voltmètreles inverser casse l'appareil4:10
À propos de moi
Je m'appelle Thomas Schuurmans, et j'ai une passion pour la physique et pour comprendre pourquoi les choses fonctionnent comme elles fonctionnent. Ce que je veux, c'est amener les jeunes à demander plus souvent « pourquoi ? » et « comment ça marche ? », et leur donner les outils de la physique d'une manière simple et visible.
J'ai obtenu mon diplôme de physique appliquée à l'université de technologie de Delft en 2003. Ensuite j'ai passé plus de vingt ans hors de l'enseignement : d'abord à TNO, l'institut néerlandais de recherche appliquée, puis dans une agence de design, et enfin en fondant Proportion Global, avec qui je travaille sur des questions d'innovation en Afrique, en Amérique latine et en Asie du Sud. Ce travail ressemble à la physique plus qu'on ne le croit : ne pas partir d'une solution, mais comprendre d'abord ce qui se passe, essayer, se tromper, et regarder à nouveau.
Depuis 2026 j'enseigne la physique au collège et au lycée, et j'ai commencé un master à l'université d'Amsterdam pour obtenir mon habilitation complète. C'est là que j'ai appris que l'attention réelle d'un élève pour une matière nouvelle dure environ sept minutes. Et mon défaut, justement, c'est de raconter trop d'histoires à côté du sujet.
De là est née l'idée : des vidéos qui expliquent un seul sujet, de façon nette et visuelle, dans ces sept minutes. Je les fais pour mes propres élèves. Ensuite je les publie, parce qu'une bonne explication devrait être à portée de tous ceux qui en ont besoin, où que vous viviez et quelle que soit la langue dans laquelle vous pensez et parlez.