I – Les éléments d’un circuit électrique
1) Savoir les identifier
2) Connaître le rôle de chaque élément
Générateur
La pile est le générateur, c’est elle qui produit l’énergie électrique dans le circuit.
Il existe plusieurs types de générateurs : les piles, les batteries, les photopiles, les prises secteur,…
Récepteur
Les récepteurs électriques sont des éléments électriques qui convertissent l’énergie électrique en une autre forme d’énergie.
La lampe est un récepteur, elleutilise l’énergie électrique produite par le générateur pour produire de l’énergie lumineuse.
Le moteur électrique convertit l’énergie électrique en énergie mécanique.
La résistance électrique convertit l’énergie électrique en énergie thermique (chaleur).
L’interrupteur
L’interrupteur est un élément de commande du circuit, il permet de fermer ou d’ouvrir le circuit.
Les fils électriques
Les fils électriques permettent la liaison entre les différents éléments du circuit.
On appelle dipôle électrique, un composant électrique comportant deux bornes. La pile et la lampe sont des dipôles.
Les éléments d'un circuit électriques
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II – La réalisation d’un circuit simple.
Expérience :On dispose d’une pile, d’un interrupteur, d’une lampe et de fils de connexion.
Réalisons le circuit dans lequel la lampe est commandée par un interrupteur.
• Un circuit électrique simple est formé par une boucle qui comporte un générateur, un interrupteur, une lampe (ou un autre dipôle récepteur) reliés par des fils de connexion.
• Si la lampe brille, le courant électrique circule : on dit que le circuit est fermé.
• Si la lampe reste éteinte, le courant ne circule plus : on dit que le circuit est ouvert.
III – La schématisation
Pour «dessiner» un circuit, il a été convenu que la même représentation serait adoptée par tous.
Pour cela :
- Chaque élément d’un circuit est représenté par son symbole normalisé.
- On dit que l’on représente le circuit électrique par un schéma électrique.
1) Les symboles normalisés
2) Le schéma du circuit.
Comment procéder ?
On dessine d’abord un rectangle au crayon ; puis, on efface les endroits où seront placés les éléments.
On dessine alors les symboles des éléments du circuit.
Ce schéma représente le circuit vu au II).
Remarque :
On représente toujours les fils de connexion par des traits horizontaux ou verticaux.
Les symboles des dipôles ne se placent jamais dans un angle du schéma, on préférera les centrer sur les côtés du rectangle!
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IV – Le sens conventionnel du courant
Les physiciens ont choisi un sens pour le courant électrique, c’est le sens conventionnel du courant, appelé «sens du courant».
Par convention, a l’extérieur du générateur, le courant électrique circule de la borne + vers la borne -.
On peut aussi représenter le sens du courant seulement par une flèche placée sur un fil.
Utilisation d’une DEL
Certaines diodes peuvent émettre de la lumière, ce sont des DEL (diodes électroluminescentes) ou LED en anglais.
Symbole d’une DEL
Comment branche-t-on une DEL dans un circuit ?
- 1er cas : La D.E.L. est «bien branchée» dans le circuit :
Dans ce cas, la D.E.L. est branchée dans le sens passant et elle brille.
- 2ème cas : La D.E.L. est «mal branchée» dans le circuit :
Dans ce cas, la D.E.L. ne brille pas, on dit qu’elle est branchée dans le sens bloqué.
- La D.E.L. laisse donc passer le courant dans un sens et elle l’arrête dans l’autre.
Conclusion :
Une DEL ne s’éclaire que si le courant la traverse dans le sens de la flèche indiquée par son symbole.
V – Les conducteurs et les isolants.
Expérience:
Plaçons des objets de différents matériaux entre les points A et B du circuit suivant :
La lampe sert de témoin.
- Si elle s’éclaire, le matériau est conducteur de l’électricité.
- Si elle reste éteinte, le matériau n’est pas conducteur, c’est un isolant électrique.
Les métaux (aluminium, fer, cuivre, acier, or, argent) et le graphite sont de bons conducteurs électriques.
Le bois, les matières plastiques, le verre sont des isolants électriques.
Les dangers de l’électricité.
- La prise secteur de la maison comporte trois bornes :
ATTENTION : Tout contact avec la borne active de la prise est très dangereux, voire mortel !
Le corps humain est un conducteur électrique : tout contact avec un autre conducteur non protégé traversé par le courant doit être évité :
- on risque une électrisation (passage du courant dans le corps sans provoquer la mort),
- on risque aussi une électrocution (mort due au passage du courant dans le corps).
VI – Court-circuit du générateur.
Expérience : On réalise le montage suivant :
Observation :
Lorsque l’on ferme le circuit, la paille de fer brûle.
Interprétation :
• Les bornes de la pile sont directement reliées entre elles par un très bon conducteur sans aucun dipôle pour consommer l’énergie électrique : on dit que la pile est en court-circuit.
• Dans ce cas, le courant devient très intense et échauffe fortement la paille de fer jusqu’à ce qu’elle brûle.
CONCLUSION :
• Dans un montage, il y a court-circuit quand les deux bornes du générateur sont directement reliées par un très bon conducteur.
• Un court-circuit présente un danger d’incendie.
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