Le circuit électrique simple
Comprendre comment fonctionne un circuit électrique de base.
Introduction
Une lampe de poche, une sonnette, un jouet télécommandé : tous fonctionnent grâce à un circuit électrique. Pour qu’un appareil fonctionne, le courant doit pouvoir circuler en faisant un tour complet. Comprendre et schématiser un circuit est la base de toute l’électricité.
L'essentiel à retenir
Un circuit électrique simple comprend un générateur (pile), un récepteur (lampe, moteur), un interrupteur et des fils de connexion, formant une boucle fermée.
Le courant ne circule que si le circuit est fermé ; il sort par la borne + du générateur et rentre par la borne −.
On représente un circuit par un schéma normalisé, avec des symboles conventionnels.
Explication
Le générateur fournit l’énergie électrique : c’est la pile, la batterie ou une prise du secteur. Les récepteurs transforment cette énergie : une lampe en lumière, un moteur en mouvement, un radiateur en chaleur. Les fils de connexion relient les éléments. L’interrupteur permet d’ouvrir ou de fermer le circuit.
Si le circuit forme une boucle ininterrompue, il est fermé et le courant circule : la lampe brille. Si la boucle est coupée, par un interrupteur ouvert ou un fil débranché, le circuit est ouvert et aucun courant ne circule dans aucun élément.
Le courant électrique a un sens conventionnel : à l’extérieur du générateur, il va de la borne + vers la borne −. On peut le vérifier avec une diode électroluminescente (DEL), qui ne laisse passer le courant que dans un seul sens.
Les matériaux ne laissent pas tous passer le courant. Les métaux (cuivre, fer, aluminium) et le graphite sont des conducteurs. Le plastique, le verre, le bois sec ou le caoutchouc sont des isolants. C’est pourquoi les fils électriques sont en cuivre entourés d’une gaine en plastique.
Il existe deux grands types de montages. En série, les éléments forment une seule boucle : si une lampe grille, les autres s’éteignent. En dérivation, il y a plusieurs boucles : chaque lampe fonctionne indépendamment. Les installations d’une maison sont en dérivation.
Un court-circuit se produit quand le courant passe par un chemin sans récepteur, par exemple si l’on relie directement les deux bornes d’une pile par un fil. C’est dangereux : le fil chauffe et la pile s’use très vite.
Exemples
Lampe de poche : pile, interrupteur, lampe, contacts métalliques en série.
Guirlande de Noël ancienne : lampes en série, une lampe grillée éteint toute la guirlande.
Prises d’une maison : montées en dérivation.
Le cuivre conduit le courant, le plastique l’isole.
Une DEL branchée à l’envers ne s’allume pas.
Méthode
1. J’identifie le générateur, les récepteurs, l’interrupteur et les fils.
2. Je vérifie que la boucle est fermée.
3. Je dessine le schéma à la règle avec les symboles normalisés.
4. J’indique le sens du courant, de la borne + vers la borne −.
5. Je repère le type de montage : série (une boucle) ou dérivation (plusieurs boucles).
Attention
L’électricité du secteur (230 V) est dangereuse et peut être mortelle. Les expériences se font uniquement avec des piles de faible tension. Ne touche jamais une prise ou un fil dénudé, et ne fais jamais de court-circuit avec une pile.
Résumé de la notion
Un circuit simple comprend un générateur, des récepteurs, un interrupteur et des fils formant une boucle fermée. Le courant circule de la borne + vers la borne −. Les éléments peuvent être montés en série ou en dérivation. Un court-circuit est dangereux.
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