Courant, tension, énergie : ce qui circule vraiment

Reprenons l'analogie de l'eau et poussons-la sérieusement. La pile est le château d'eau : elle maintient une différence de pression — 4,5 V — entre ses deux bornes. Les fils sont les tuyaux. La LED est le moulin : elle laisse passer le débit et lui prélève de l'énergie au passage. Ouvrir l'interrupteur, c'est fermer le robinet : la pression reste entière, le débit tombe à zéro.

Mais toute analogie a ses limites, et les connaître évite les bêtises. Un tuyau percé fuit ; un fil coupé, lui, ne laisse rien s'échapper — les charges restent sagement dedans. Surtout, le fil est DÉJÀ plein de charges, partout, comme un tuyau déjà rempli : quand tu fermes la boucle, tout se met en mouvement quasi instantanément. Les charges avancent à quelques millimètres par seconde, mais la poussée, elle, se propage d'un bout à l'autre à une vitesse proche de celle de la lumière — voilà pourquoi la LED ne se fait pas attendre.

Suis le chemin complet du courant : borne + de la pile, fil, LED, fil, borne −, et retour à l'intérieur de la pile. C'est une BOUCLE, et le courant est le même partout le long de cette boucle — avant la LED, dedans, après : 20 mA partout. Le circuit n'est pas un aller simple : c'est un circuit au sens plein du mot, un tour complet.

Coupe la boucle n'importe où — même sur le fil de retour, « après » la LED — et tout s'arrête partout, instantanément. C'est exactement ainsi que travaille un interrupteur : il n'a pas besoin d'être « avant » le composant, il lui suffit d'ouvrir la boucle quelque part. Et c'est aussi pourquoi un oiseau posé sur un câble ne risque rien : ses deux pattes touchent le même fil, aucune boucle ne se ferme à travers lui.

Le multimètre en voltmètre se branche EN PARALLÈLE : une pointe de chaque côté du composant, sans rien débrancher. Une pile plate neuve dite « 4,5 V » affiche en réalité autour de 4,8 V — ses trois éléments neufs font 1,6 V chacun. Usée, elle glisse vers 3,6 V et en dessous. La tension à vide est donc un premier indice d'usure — mais un indice seulement.

Le vrai test, c'est la tension EN CHARGE : une pile fatiguée peut afficher fièrement 4,5 V à vide puis s'effondrer vers 3 V dès que le moteur démarre — son usure a fait grimper sa résistance interne, et sa pression ne tient que tant qu'on ne lui demande rien. Mesure toujours deux fois : à vide, puis pendant que le robot travaille. L'écart entre les deux te dit l'état réel de la réserve.

La puissance, en watts, est la VITESSE à laquelle on dépense : combien d'énergie part chaque seconde. L'énergie, en wattheures, est le STOCK : ce que la pile contient. Le lien entre les deux est la durée : E = P × t. Une dépense de 1 W pendant 1 h coûte 1 Wh ; la même pendant une demi-heure, 0,5 Wh. Même stock, deux façons de le vider : doucement longtemps, ou vite brièvement.

Sur les piles et batteries, tu croiseras aussi le mAh — le milliampère-heure : « 1000 mAh » signifie « je peux fournir 1000 mA pendant une heure, ou 100 mA pendant dix heures ». C'est un stock de débit plutôt qu'un stock d'énergie ; la leçon suivante t'apprendra à convertir l'un en l'autre. Pour l'instant, retiens l'essentiel : la puissance se lit à l'instant, l'énergie se compte sur la durée.