De la foudre au transistor, une brève histoire de l'électricité

Transcription

1 De la foudre au transistor, une brève histoire de l'électricité Vincent LUSSET Université inter âges du nord parisien

2 Introduction : à quoi est due l électricité? Bilan sur la structure de la matière : La matière est constituée d atomes (souvent regroupés en molécules ou cristaux) eux-mêmes constitués : - d un cortège d électrons, chargés négativement, qui «tournent» autour - d un noyau, chargé positivement les charges électriques créent autour d elles une influence, appelée champ électrique, à l origine de tous les effets électriques Les charges en mouvement (le plus souvent, les électrons) forment un courant électrique; c est en particulier le cas dans les matériaux conducteurs, dont une partie des électrons peuvent acquérir un mouvement d ensemble les courants électriques créent autour d eux une influence, appelée champ magnétique, à l origine de tous les effets magnétiques

3 Une brève histoire de l'électricité I De Thalès à Franklin, le temps des pionniers II De Coulomb à Hertz, le temps des savants III Le temps des ingénieurs

4 Une brève histoire de l'électricité I De Thalès à Franklin, le temps des pionniers II De Coulomb à Hertz, le temps des savants III Le temps des ingénieurs

5 Thalès Quand est née l étude de l électricité? 1 er électricien : Thalès ( A.E.C.), qui avait la réputation de «communiquer la vie» aux choses inanimées au moyen de l ambre jaune, appelée en grec êlektron (ήλεχτρον), qui donnera electrum en latin puis plus tard électricité le théorème de Thalès Thalès de Milet ( ) Ambre jaune : résine fossilisée, récoltée surtout sur les côtes de la Baltique propriété : frotté, il attire les copeaux et matériaux très légers

6 William Gilbert, le premier électricien Renaissance : époque de foisonnement intellectuel William Gilbert ( ), médecin de la reine Élisabeth d Angleterre, étudie les propriétés de l aimant et de l ambre, en suivant une démarche scientifique d une rigueur rare à l époque Ses travaux tendent à caractériser la différence entre l attraction de l ambre et celle de l aimant (magnétite): William Gilbert ( ) attire toutes sortes de corps attire vers n importe quelle partie frottée n attire que le fer n attire que vers ses pôles Ambre Magnétite action provoquée par la chaleur et le frottement effet supprimée par une atmosphère humide action permanente effet indépendant de l humidité

7 William Gilbert, le premier électricien Plus encore, la propriété attractive de l ambre, contrairement à celle de l aimant, est présente dans une grande variété de substances diamant cuivre argent Deux se distingue en particulier, le souffre et le verre; ils sont bien plus efficaces et accessibles que l ambre, qui est ainsi abandonné pour les expériences soufre verre l électricité (terme inventé pour l occasion) est une propriété générale de la matière électricité et magnétisme sont deux phénomènes bien distincts

8 Otto de Guericke Otto de Guericke ( ) : bourgmestre de Magdebourg, il est surtout connu pour une expérience sur le vide Expérience de Magdebourg : il fait fabriquer une sphère de cuivre de 1,2 mètre de diamètre, composée de deux hémisphères simplement accolés, et de laquelle il pompe l air au maximum 24 chevaux attelés aux hémisphères sont incapables de rompre leur adhérence, ce qui confirme l existence du vide Otto von Guericke ( ) Expérience de Magdebourg

9 Otto de Guericke En électricité, après avoir fabriqué une sphère de souffre, il la frotte avec sa main, et constate deux choses : - la sphère attire les objets légers (plume) : c est la vertu «conservative», connue, de l électricité - mais après avoir touché la sphère, ces objets se voient repoussés : l électricité a donc aussi une vertu «expulsive» Par ailleurs, en utilisant un fil de lin, il transmet la vertu attractive à plus d un mètre première observation de la conduction électrique Ses observations ont été hélas peu diffusées et sont restées assez peu connues

10 Georg Bose Georg Bose ( ) : physicien, astronome et mathématicien allemand, il mène de nombreuses expériences et démonstrations («fêtes électriques») de distribution du flux électrique Georg Bose ( ) il propage ainsi le phénomène électrique à des chaînes de personnes isolées du sol par des galettes de cire ; la dernière personne peut alors : voir ses cheveux se dresser sur sa tête, en auréole attirer des particules fines avec la main voir apparaître des étincelles au bout des doigts qui se tendent vers un conducteur

11 Stephen Gray et la conduction électrique Stephen Gray ( ) : astronome (assistant de John Flamsteed), il s intéresse à la retraite à l électricité et en particulier aux expériences de de Guericke Stephen Gray ( ) Il est particulièrement frappé par la vertu expulsive découverte par ce dernier : quand une plume, repoussée après avoir touchée un tube frotté, s approche d un autre objet situé au-dessus, elle est attirée, subissant la vertu attractive ; elle retombe ensuite sur le tube, puis est de nouveau repoussée, et ainsi de suite jusqu à 10 à 15 aller-retours Gray comprend que la plume, lorsqu elle entre en contact avec le tube de verre, acquiert une vertu électrique, et que la vertu expulsive est une propriété générique de l électricité, et non de certains matériaux

12 Stephen Gray et la conduction électrique Gray va alors faire des observations qui vont marquer les esprits : il réalise que le bouchon de liège de son tube de verre est tout aussi capable d attirer/ repousser les plumes que le verre : le liège a acquis la vertu électrique par contact il se rend compte ensuite qu il peut transmettre cette vertu électrique par contact par des tiges de bois, puis par des fils de chanvre, puis avec de l ivoire, du plomb, de l or, de l étain, une pelle en fer, un vase d argent, une bouilloire de cuivre, ainsi, les métaux, qui ne peuvent pas acquérir la vertu électrique par frottement, peuvent la recevoir par contact; de même avec des cailloux, des briques, un aimant, des tuiles, de la craie et même des végétaux!

13 Stephen Gray et la conduction électrique en testant des dispositifs de plus en plus longs, il se rend également compte que si une des parties conductrices est reliée à la Terre par un matériau conducteur, alors la conduction de l électricité s arrête il établit un record de conduction sur 886 pieds, soit près de 300 m il découvre enfin qu il n y a même pas besoin de contact pour que l électricité soit transmise; il suffit d approcher la ligne conductrice du verre frotté : expérience du «flying boy»

14 François du Fay : les deux espèces d électricité Charles-François de Cisternay du Fay ( ) : physicien fils d un militaire féru de sciences, il a lu les travaux de Gray, qu il trouve brouillons il cherche à appliquer une méthode scientifique à ses travaux de recherche pour fonder une véritable théorie de l électricité dans un 1 er temps il reprend la liste des matériaux qui peuvent acquérir la vertu électrique par frottement, et il y rajoute : le marbre, le granit, l ardoise, l ivoire, l os, l écaille, les poils François du Fay ( ) marbre ardoise os

15 François du Fay : les deux espèces d électricité il remarque cependant deux choses : tous les corps qui peuvent être électrisés par frottement sont assez peu attirés par un autre corps électrisé, et conduisent nettement moins bien l électricité les métaux ne peuvent pas être électrisés par frottement, mais ils sont eux très attirés par un autre corps électrisé, et ils conduisent très bien l électricité fer cuivre il y a deux donc grands comportements différents, deux classes de matériaux, face à l électrisation par frottement et face à la conduction électrique ; du Fay baptise les premiers corps électriques et les seconds corps non-électriques

16 François du Fay : les deux espèces d électricité Du Fay étudie également une propriété électrique qui le fascine, la vertu répulsive verre et résine frottés attirent une boule légère, tant qu il n y a pas contact

17 François du Fay : les deux espèces d électricité Du Fay étudie également une propriété électrique qui le fascine, la vertu répulsive s il y a contact, la petite boule est violemment repoussée, et continue à être repoussée si on la poursuit avec la baguette du Fay en conclut : «tout corps devenu électrique par communication est chassé par celui qui l a rendu électrique» la boule repoussée par l un des deux matériaux va être attirée par l autre matériau du Fay en conclut qu il existe deux sortes d électricité, qu il appelle électricité vitrée et électricité résineuse

18 Benjamin Franklin : charges positives et négative Benjamin Franklin ( ) : homme politique et inventeur américain, il s intéresse à l électricité en 1747, suite aux travaux de du Fay Il propose une véritable rupture de paradigme sur l électricité, en énonçant que cette vertu n est pas acquise par les corps lorsqu on les frotte, mais qu elle est déjà présente dans ces corps le fluide électrique imprègne toute dans la matière et peut sous certaines conditions passer d un corps à l autre Benjamin Franklin ( ) il propose du coup de rebaptiser les corps électriques et non électriques en nonconducteurs (isolants) et conducteurs pour décrire les phénomènes d attirance/répulsion des différents corps, il dit que les corps sont électrisés positivement ou négativement : c est la naissance de la notion de charge électrique «On ne peut perfectionner la science sans perfectionner le langage» Antoine Lavoisier

19 La bouteille de Leyde Pierre Van Musschenbroek ( ) : professeur de physique dans la ville de Leyde, il popularise une découverte accidentelle faite au cours d une expérience d électrisation Pieter van Musschenbroek ( ) en touchant simultanément l intérieur et l extérieur d une bouteille pleine d eau et chargée d électricité, l expérimentateur reçoit une violente décharge électrique

20 La bouteille de Leyde Jean Antoine Nollet ( ) dit l abbé Nollet, excellent orateur et vulgarisateur, popularise les avancées dans l étude de l électricité en organisant des conférences et des démonstrations qui rencontrent un succès international. Il y reproduit entre autres l expérience de Van Musschenbroek avec des chaînes de personnes se tenant par la main Jean Antoine Nollet ( ) démonstration avec des moines formant une chaîne autour de leur abbaye il va jusqu à une démonstration avec 300 soldats des gardes françaises! NB : tous les gens se tenant la main ressentent l électrocution en même temps, ce qui montre que l électricité se propage à une très grande vitesse

21 La bouteille de Leyde On doit à Benjamin Franklin l explication du fonctionnement de la bouteille de Leyde : grâce au conducteur, on apporte un excès de fluide électrique à l intérieur de la bouteille (on charge) une même quantité de ce fluide est repoussée à travers le verre et chassée jusqu à la terre par le dispositif tenant la bouteille La bouteille reste ainsi globalement neutre, mais porte deux charges opposées en reliant les deux parois par un corps conducteur, l équilibre entre les deux parois est brutalement rétabli La bouteille de Leyde est en fait le premier condensateur, ou dispositif de stockage de l énergie électrique

22 La bouteille de Leyde condensateurs

23 La bouteille de Leyde On associera pendant un temps des vertus thérapeutiques à la bouteille de Leyde quand on s apercevra qu elle peut ramener à la vie de petits animaux noyés, voire faire apparaître des contractions musculaires chez un paralytique (mais pas de motricité autonome)

24 Le paratonnerre Benjamin Franklin remarque que les corps pointus sont plus efficaces pour tirer ou pousser le feu électrique : - une pointe conductrice est susceptible de décharger un corps chargé à distance - la foudre tombe plus souvent sur les arbres, les bâtiments et les navires Benjamin Franklin ( ) Franklin affirme la foudre et les étincelles électriques obtenues dans les expériences d électricité sont de même nature; il affirmera l avoir prouvé en 1752 dans une expérience restée célèbre, l expérience du cerf-volant

25 Le paratonnerre Benjamin Franklin imagine alors un dispositif utilisant la propriété de conduction de l électricité pour protéger les édifices de la foudre : une pointe conductrice placée verticalement au-dessus des maisons, églises et vaisseaux et reliée à la terre par un fil de laiton, qui guide ainsi l énergie électrique de la foudre là où elle ne fait pas de dégât : c est le paratonnerre Extrémité d un paratonnerre Installation d un paratonnerre de Franklin la science électrique va marquer le pas pendant 50 ans, avant que Coulomb et Volta ne relance l élan de domestication de l électricité qui depuis ne s est pas arrêté

26 Une brève histoire de l'électricité I De Thalès à Franklin, le temps des pionniers II De Coulomb à Hertz, le temps des savants III Le temps des ingénieurs

27 Coulomb ou la mesure de la force électrique Charles-Augustin de Coulomb ( ) : après des études scientifiques prestigieuses, il s oriente d abord vers les travaux publics avant de s intéresser à l électricité Charles-Augustin de Coulomb ( ) Il crée un dispositif appelé balance de torsion qui permet de mesurer les forces mécaniques ou électriques très faibles Utilisant cette balance, il montre en 1784 que la force électrique varie comme l inverse du carré de la distance (la loi qui donne la force électrique porte son nom depuis)

28 De Galvani à Volta, la découverte de la pile électrique Luigi Galvani ( ) : professeur d anatomie à l université de Bologne, ayant une solide formation de chimiste et de physicien, il voit dans l électricité l un des moteurs de la vie animale il étudie méthodiquement les facteurs susceptible de provoquer la contraction musculaire, en particulier d activer les nerfs cruraux des grenouilles Luigi Galvani ( ) Sa femme remarque un soir, par hasard, une coïncidence entre la contraction d un muscle et l activation d une machine électrique à l autre bout de la pièce

29 De Galvani à Volta, la découverte de la pile électrique Galvani va intensément étudier le phénomène : il détermine qu il est nécessaire que l objet qu on approche du nerf soit un conducteur, et que peu importe l origine de l étincelle (machine ou bouteille de Leyde, corps chargé positivement ou négativement) Il va même reproduire le phénomène grâce à l électricité atmosphérique lors des orages Il fait une autre découverte, considérable, par hasard : un soir d orage où les éclairs restent trop lointains, en mettant en contact le crochet de cuivre auquel est suspendu la grenouille et le scalpel en fer, il obtient la contraction musculaire l électricité est générée sans mécanisme apparent! Elle ne résulte que d une cause interne au montage Malheureusement, il en fera la mauvaise interprétation, pensant que l origine de l électricité observée réside dans les tissus biologiques (cf. torpille)

30 De Galvani à Volta, la découverte de la pile électrique Alessandro Volta ( ) : professeur de physique italien, il s intéresse aux travaux de Galvani; son côté physicien prend cependant le dessus pour les interpréter : plutôt qu y voir de l électricité animale, Volta pense que ce sont les métaux qui sont responsables de la production de l électricité Volta obtient un effet électrique entre deux plaques de métaux différents (cuivre/fer, argent/zinc), d autant s ils sont séparés par une rondelle de feutre humide Alessandro Volta ( ) Il constate qu un fluide électrique passe d un métal à l autre, de telle sorte qu une «tension électrique» positive se crée dans l un et qu une «tension électrique» négative se crée dans l autre le terme «tension» est resté

31 De Galvani à Volta, la découverte de la pile électrique Pour augmenter l effet, Volta multiplie les paires de métaux qu il pose les unes sur les autres, séparées de feutre humide colonne, bientôt appelée «pile» électrique La pile voltaïque (1800)

32 Application : l électrolyse de l eau Anthony Carlisle ( ), chirurgien, et William Nicholson ( ), physicien, s intéressent aux travaux de Volta William Nicholson ( ) Anthony Carlisle ( ) Dès 1800, en utilisant de l eau pour améliorer la conduction entre les électrodes de la pile, ils se rendent compte que le passage du courant électrique s accompagne d un dégagement gazeux découverte de l électrolyse de l eau

33 Humphry Davy Humphry Davy ( ) : chimiste, il propose dès 1801 d interpréter l électrolyse de l eau ou la production d électricité de la pile de Volta comme une réaction chimique, dans laquelle le liquide dans lequel baigne les paires de métaux joue un grand rôle En remplaçant l eau salée entre les plaques par de l acide nitrique, la pile produit considérablement plus d électricité : débuts de l électrochimie mise en évidence de nouveaux éléments, comme le potassium, le sodium, le baryum, le strontium et le calcium Humphry Davy ( ) nombre d éléments découverts entre 1650 et 2010

34 Humphry Davy Davy fabrique des piles de plus en plus puissantes, comptant plusieurs centaines de paires de métaux : La pile de Wollaston (2000 plaques métalliques) La grande pile de l École Polytechnique (1813)

35 L autre pierre magique : l aimant Il est dit que Thalès communiquait la vie aux choses inanimées non seulement avec l ambre jaune, mais également avec la magnétite aimant permanent Thalès de Milet ( ) Exemples d aimant permanent naturel, ou lodestone

36 L autre pierre magique : l aimant Première utilisation significative du magnétisme : la boussole (Chine, autour du XI ème siècle) boussole Pierre de Maricourt (XIIIème siècle) étude la boussole et les aimants avec un esprit scientifique; il rédige en 1269 un ouvrage dans lequel il définit les pôles de l aimant et décrit leurs interactions Pierre de Maricourt (XIII ème siècle)

37 L expérience d Ørsted Hans Christian Ørsted ( ) : professeur de physique à Copenhague, il enseigne les travaux de Volta et les propriétés générales de l électricité lorsqu il fait une expérience d une très grande portée Hans Christian Ørsted ( ) En 1820, un peu par hasard, il réalise qu un fil parcouru par un courant placé à proximité d une boussole fait dévier cette dernière la boussole s alignant dans le champ magnétique qu elle ressent, cela signifie que le courant électrique a créé un champ magnétique; Ørsted établit ainsi un lien entre électricité et magnétisme

38 Ampère et la naissance de l électromagnétisme André-Marie Ampère ( ) : mathématicien, physicien, chimiste et philosophe, il fait partie de la nouvelle génération de physiciens qui utilisent les outils mathématiques les plus récents Inspiré par l expérience d Ørsted, il a une semaine plus tard l idée de tester l action de deux courants l un sur l autre : André-Marie Ampère ( ) Il découvre que deux courants parallèles et de même sens (resp. de sens contraire) s attirent (resp. se repoussent); il établira la loi mathématique de la force correspondante

39 Ampère et la naissance de l électromagnétisme Continuant à travailler sur le lien entre électricité et magnétisme, avec l aide de François Arago, il remarque qu une bobine longue parcourue par un courant, a toutes les caractéristiques magnétiques d un barreau aimanté : découverte de l électro-aimant François Arago ( ) Un solénoïde, ou bobine longue Aimant commandé par le courant électrique, l électro-aimant (1820) permettra bientôt de transporter des charges métalliques mais sera également à l origine du télégraphe (1838) ainsi que des moteurs ( ) et des génératrices électriques (1869)

40 Faraday Michael Faraday ( ) : d origine modeste, il se fait remarquer par Humphry Davy qui le prend comme assistant Ses premiers travaux continuent ceux de Davy dans le domaine de l électrochimie (notions d anode, de cathode, d ion, etc.) En 1821, suite aux travaux d Ørsted et d Ampère, il construit un dispositif qu il baptise «rotation électromagnétique» où un fil électrique parcouru par un courant et baignant dans du mercure tourne autour d un aimant Michael Faraday ( ) premier moteur électrique (transformation d énergie électrique en énergie mécanique)

41 Faraday et la découverte de l induction En 1831, Faraday réalise une série d expériences dans lesquelles il fait se déplacer un électro-aimant (bobine parcourue par un courant) à l intérieur d une autre bobine, reliée elle à aucune pile il constate l apparition d un courant dans la deuxième bobine lorsque la première bouge, courant d autant plus important que le mouvement est rapide : découverte du phénomène d induction électromagnétique

42 Faraday et la découverte de l induction L induction électromagnétique va avoir de nombreuses applications dans les années suivantes et encore de nos jours : Dynamo Alternateur Plaques à induction Recharge à induction

43 Champs électrique et magnétique Faraday, enfin, introduit la notion de champ : les phénomènes électriques et magnétiques peuvent être qualitativement expliqués et quantitativement calculé à l aide d objets mathématiques appelés champs vectoriels, qui emplissent l espace sous la forme de lignes de champ notions de champ électrique et de champ magnétique Lignes de champ magnétique d un aimant

44 Maxwell et l unification de l électromagnétisme L induction est le 3 ème phénomène électromagnétique découvert, après l électricité et le magnétisme, et tous les trois sont liés; se pourrait-il qu ils ne soient que différentes facettes d un même et unique phénomène? James Clerk Maxwell ( ) : physicien écossais, très porté sur les mathématiques, il s est fait connaître en 1857 pour avoir démontré que les anneaux de Saturne ne pouvaient être solides (instables, ils se briseraient), ni fluides (il se formerait des bulles) ils sont ainsi nécessairement constitués de particules James Clerk Maxwell ( ) On lui doit également, en 1861, la 1 ère photo en vraies couleurs :

45 Maxwell et l unification de l électromagnétisme Maxwell est surtout connu pour avoir réalisé en 1861, dans son Traité d électricité et de magnétisme, l unification des théories de l électricité, du magnétisme et de l induction sous le forme de 4 équations, formant ainsi la théorie de l électromagnétisme (qui est une des 4 interactions fondamentales de la nature) div E rot E 0 B t div B 0 rot B j 0 0 E t Équation de Maxwell-Gauss Équation de Maxwell-Faraday Équation de Maxwell-flux Équation de Maxwell-Ampère Ces équations montrent qu un champ magnétique variable crée un champ électrique, et qu un champ électrique variable crée un champ magnétique, formant une onde qui se propage dans l espace à la vitesse de la lumière Maxwell fait alors la prédiction que la lumière est une onde électromagnétique

46 Hertz et l observation des ondes électromagnétiques Heinrich Hertz ( ) : ingénieur et physicien allemand, il s intéresse à la théorie de Maxwell, en particulier à l hypothèse que la lumière serait une onde électromagnétique Heinrich Hertz ( ) En 1888, il réalise une expérience qui va transformer le monde : à l aide d une bobine produisant une très forte tension, il crée entre deux sphères métalliques des étincelles qui, grâce à un «oscillateur», apparaissent et disparaissent 100 millions de fois par seconde émetteur d ondes électromagnétiques à plusieurs dizaines de mètres, il voit des étincelles apparaitre entre les deux sphères métalliques légèrement séparées d un «résonateur» récepteur, ou antenne Hertz calcule la vitesse des ondes invisibles et la trouve égale à la vitesse de la lumière; sa détection de ces ondes «hertziennes» (ondes radio) démontre que la lumière n est qu une onde électromagnétique, intimement liée à l électricité et au magnétisme

47 Une brève histoire de l'électricité I De Thalès à Franklin, le temps des pionniers II De Coulomb à Hertz, le temps des savants III Le temps des ingénieurs

48 Le temps des ingénieurs A partir de la deuxième moitié du XIX ème siècle, les applications concrètes de l électricité dans la vie courante vont devenir de plus en plus nombreuses et vont conduire à la Deuxième révolution industrielle (avec également l utilisation du pétrole comme source d énergie et la maîtrise de la chimie) En 1838, Charles Wheatstone crée le premier télégraphe électrique à Londres, grâce à l invention de l électro-aimant par Ampère En 1844, l invention est rendue simple et robuste par Samuel Morse qui invente pour l occasion un code pour communiquer 1 ère ligne télégraphique entre Baltimore et Washington Charles Wheatstone Samuel Morse

49 Le temps des ingénieurs Entre 1837 et 1871, plusieurs inventeurs comme Thomas Davenport, Hyde Clarke et Zénobe Gramme mettent au point des machines électriques, suivant des principes souvent réversibles, qui peuvent agir comme moteur électrique ou comme génératrice électrique Thomas Davenport Zénobe Gramme la machine de Clarke, qui servira à éclairer les phares La génératrice de Gramme, qui va servir aux premiers éclairages urbains

50 L exposition internationale de 1881 En 1881 a lieu à Paris la 1 ère exposition internationale entièrement dédiée à l électricité

51 L exposition internationale de 1881 On y montre par exemple le télégraphe Baudot (1878) qui utilisant un système électromécanique augmentant fortement le débit des communications télégraphiques et qui imprime les messages à leur arrivée

52 L exposition internationale de 1881 On y montre par exemple le télégraphe Baudot (1878) qui utilisant un système électromécanique augmentant fortement le débit des communications télégraphiques et qui imprime les messages à leur arrivée démonstration du téléphone où on entend des airs chantés à l opéra Une des grandes stars de cette exposition est le téléphone, inventé en 1876 par Alexander Graham Bell, qui se répand vite car utilisant les fils du télégraphe Alexander Graham Bell

53 L exposition internationale de 1881 On y montre également la lampe à incandescence, inventée par Joseph Swan mais perfectionnée en 1879 par Thomas Edison Thomas Edison Le courant électrique chauffe par effet Joule un filament (en carbone initialement, plus tard en tungstène) qui atteint une température de 2000 C à 3300 C et émet alors une lumière jaune/blanche A partir de 1880, l électricité va progressivement remplacer le gaz d éclairage, utilisé à partir des années 1810 pour l éclairage public

54 La guerre des courants Sous l impulsion des travaux d Edison, l utilisation de l électricité se développe aux États-Unis, avec l éclairage urbain ou les moteurs électriques dans certaines industries Le système de distribution du courant d Edison était à courant continu; il comptait de nombreuses petites centrales électriques qui alimentaient d épais câbles de distribution, et les appareils des clients (les lampes et les moteurs) se branchaient dessus Ce système nécessitait beaucoup de petites centrales, à un ou deux kilomètres des points d'utilisation, sinon les pertes en ligne étaient trop importantes Câbles électriques à New York en 1888

55 La guerre des courants L ingénieur Nikola Tesla propose d utiliser du courant alternatif, diminuant les pertes et limitant le nombre de centrales Edison rejette violement cette solution, et pendant quelques années, les deux camps s affrontent; cette controverse technique et industrielle est connue sous le nom de guerre des courants Edison ira jusqu à utiliser le fait que la première exécution par chaise électrique, en 1889, se passe mal pour prétendre que le courant alternatif est trop dangereux Nikola Tesla Tesla répliquera en se mettant en scène pour montrer qu un courant électrique alternatif à très haute tension mais faible intensité ne présente aucun danger C est finalement le courant alternatif qui l emportera pour la plupart des réseaux de distribution électriques

56 La radio En 1895, Guglielmo Marconi expérimente les premières communication par télégraphie sans fil en Italie Guglielmo Marconi Nikola Tesla avait en fait expérimenté la première communication utilisant les ondes hertziennes en Il accusera Marconi d avoir récupéré certains de ses brevets et sera partiellement reconnu co-inventeur en 1943, l année de sa mort

57 Le transistor Les applications technologiques de l électricité ne cesseront de se développer dans la première moitié du XX ème siècle Le 23 décembre 1947, dans les laboratoires Bell, John Bardeen, William Shockley et Walter Brattain mettent au point le premier transistor, basé sur la technologie des semi-conducteurs Le premier transistor Un transistor moderne

58 Le transistor Un semi-conducteur est un matériau qui a la propriété d être un isolant qui peut devenir conducteur grâce à une commande électrique On peut mettre jusqu à 3,8 millions de transistors de 500 nm x 500 nm par mm², et utiliser jusqu à 20 couches métalliques superposées pour réaliser les connecter Ce contrôle automatisable du passage du courant est la clé permettant de manipuler le signal électrique, ouvrant la porte à l électronique, puis à l informatique, qui ont autant transformé le monde que l électricité en son temps