Nous tâcherons de résumer ici une quantité de notions indispensables de l'électricité.

Les atomes de tous les corps se composent d'un certain nombre d'é­lectrons et de protons. Les premiers représentent des charges élémen­taires d'électricité négative ; les protons sont des charges élémentaires positives. Le rapport entre les nombres de ces charges détermine l'état électrique ou le potentiel de l'atome. Celui-ci est neutre s'il contient autant d'électrons que de protons. Il est négatif si le nombre d'électrons est supérieur au nombre de protons et positif dans le cas contraire.

Il faut noter que, dans un atome donné, le nombre de protons demeure constant ; seuls, certains électrons peuvent migrer d'un atome à l'au­tre, en échappant à la force d'attraction qui existe entre les protons et les électrons. Et encore, de tels électrons « libres » n'existent-ils que dans certains corps dits conducteurs. Les corps dont les atomes ne comportent pas d'électrons libres appartiennent à la catégorie des iso­lants.

En plus des électrons et des protons, le noyau d'un atome peut éga­lement contenir des neutrons qui, tout en augmentant sa masse, n'exer­cent aucune action sur son état électrique.

Courant électrique

Quand entre les atomes d'un conducteur existe une différence d'état électrique ou différence de potentiel, l'équilibre se rétablit grâce au pas­sage des électrons en excédent à l'extrémité négative (ou pôle négatif) vers l'extrémité (ou pôle) positive du conducteur où ils manquent. Ce passage d'électrons du pôle négatif vers le pôle positif constitue le cou­rant électrique. Son sens réel est opposé au sens conventionnel (du posi­tif au négatif) arbitrairement choisi à une époque où l'on ignorait encore la nature intime du courant.

Il convient de remarquer que le cheminement des électrons le long d'un conducteur s'effectue d'une manière assez curieuse. Ce n'est pas le même électron qui parcourt le conducteur d'un bout à l'autre. Le plus souvent, il ne fait que passer d'un atome à l'atome voisin, d'où, à son tour, un autre électron saute vers l'atome suivant et ainsi de suite. La vitesse individuelle de l'électron est relativement faible, mais le mouvement général se propage avec une vitesse constante, voisine de 300 000 kilomètres par seconde, et c'est la vitesse du courant électrique.

On peut assimiler les électrons à une file de voitures arrêtées devant une barrière fermée de passage à niveau. Lorsque la barrière s'ouvre, la file se met en mouvement rapidement. Très peu de temps passe entre les instants du démarrage de la première et de la dernière voiture : c'est cela la vitesse du courant. Cependant, la vitesse individuelle de chaque voiture (vitesse des électrons) est à ce moment relativement faible.

Si rien ne vient maintenir aux extrémités du conducteur une diffé­rence de potentiel (ou tension), une fois l'équilibre électrique établi, le courant cessera. Pour que le courant circule sans arrêt, il faut cons­tamment ajouter des électrons aux atomes du pôle négatif et en retirer des atomes du pôle positif. C'est en cela que consiste le rôle de toute source d'électricité qui produit de l'énergie électrique, qu'il s'agisse d'une pile électrique (où l'énergie chimique se transforme en énergie électrique), d'une pile thermo-électrique (transformant la chaleur en électricité) ou d'une dynamo installée dans une centrale électrique et qui transforme l'énergie mécanique d'un moteur en courant électrique.

On notera qu'à l'intérieur de la source les électrons vont du pôle positif au pôle négatif puisqu'ils doivent être enlevés des atomes du pre­mier pour venir en excédent dans les atomes du second. De la sorte, dans un circuit électrique, les électrons circulent dans le même sens d'un bout à l'autre.