Cours pour la 5ème : Le circuit électrique, ses différents types et la sécurité
Chapitre 1 – Le circuit électrique, ses différents types et la sécurité
- Thème 3 : L’énergie et ses conversions
- Module 7-Les circuits électrique
I/ Le circuit électrique
- Les différents éléments d’un circuit électrique
Activité expérimentale : Quel matériel faut-il pour réaliser un circuit électrique ?
- Une pile, une lampe, une diode, un moteur ou un interrupteur ont deux bornes : ce sont des dipôles.
Remarque :
Pour qu’un courant électrique circule, il doit y avoir une tension électrique aux bornes de la source d’énergie électrique (pile, générateur). Elle s’exprime en Volt (V) et se mesure avec un voltmètre.
Si cette tension délivrée augmente alors la puissance reçue par les récepteurs augmente aussi !
- La pile est un générateur: elle fournit de l’énergie électrique.
- La lampe ou le moteur sont des récepteurs: ils ont besoin d’énergie électrique pour fonctionner.
- Les fils de connexion permettent de relier les dipôles entre eux.
- Quand l‘interrupteur est fermé, le courant passe dans le circuit : on dit que le circuit est fermé.
Lorsqu’il est ouvert, le circuit est ouvert et donc le courant ne passe pas.
- Un circuit électrique permet donc le transfert de l’énergie électrique issue du générateur vers un récepteur qui la convertie.
- Une photopile est un générateur qui convertit l’énergie lumineuse en énergie électrique.
Exemple : un panneau solaire
- Le courant électrique
Activité expérimentale : Pourquoi doit-on respecter le sens de branchement des piles ?
- Certains dipôles ont un sens de branchement, ils ne fonctionnent pas de la même façon dans un sens et dans l’autre (ex : moteur, diode, DEL).
- La diode (ou la DEL) est un dipôle qui peut être branché dans deux sens: le sens passant ou le sens bloquant.
Dans le montage (a), la lampe est allumée. La diode laisse passer le courant électrique : elle se comporte comme un interrupteur fermé.
Dans le montage (b), la lampe est éteinte. La diode ne laisse pas passer le courant électrique : elle se comporte comme un interrupteur ouvert.
La flèche de la diode indique le sens du courant.
- Le courant circule donc de la borne positive (+) vers la borne négative (-) à l’extérieur du générateur: il s’agit d’une
Conducteurs et isolants
Activité expérimentale : Quel matériau choisir pour réaliser un circuit électrique ?
- Les métaux (fer, cuivre, alu…) sont des conducteurs: ils laissent passer le courant électrique.
- Les matières plastiques, le verre et le bois sont des isolants : le courant ne les traverse pas.
II-Schématisation d’un circuit électrique
- Quel que soit son modèle, un élément de circuit est toujours représenté par le même symbole.
- On réalise le schéma d’un circuit avec les symboles des éléments qui le constituent. Ils sont reliés entre eux par des traits horizontaux ou verticaux qui représentent les fils de connexion.
- Le circuit électrique doit former une boucle fermée.
Il est donc constitué d’une suite ininterrompue de conducteurs.
III-Les différents types de circuits
Activité expérimentale : Les différents types de circuits électriques
- Circuit en série
- Dans un circuit en série, les dipôles sont branchés les uns à la suite des autres en formant qu’une seule boucle.
- Si un dipôle est en panne (ex : lampe cassée ou dévissée), la boucle du circuit est interrompue : le courant ne peut plus circuler dans le circuit car le circuit est ouvert.
- Quelle que soit leur position dans un circuit en série (si on inverse L1 et L2 par exemple), les dipôles appartiennent toujours à la même boucle et sont parcourus par le même courant.
- Dans un circuit en série, la position des dipôles n’a pas d’importance.
- Circuit avec dérivations
- Un circuit dérivé contient au minimum deux boucles.
Exemple : La boucle 1 comprend la pile et la lampe L1 et la boucle 2 comprend la pile et la lampe L2.
- Si un dipôle est en panne (ex : lampe L1), la boucle avec L1 est interrompue mais pas celle contenant L2 : le courant continue de circuler dans la boucle L2 et donc L2 reste allumée.
- A la maison, si un appareil tombe en panne, les autres continuent de fonctionner car ils sont montés en dérivation.
IV-La sécurité électrique
- Le court-circuit
Activité expérimentale : Quel est le risque d’un court-circuit ? (Professeur)
- Lorsque l’on branche un fil de connexion aux bornes d’un dipôle, celui-ci arrête de fonctionner (ex : la lampe s’éteint). Tout le courant passe dans le fil et non dans le dipôle : on dit qu’il y a un court-circuit.
- Le court-circuit d’une pile ou d’un générateur provoque son échauffement et son usure prématurée.
- Dans une installation domestique, le court-circuit d’un appareil électrique peut provoquer un incendie.
- L’électrisation et l’électrocution
Activité documentaire : Dans quel cas une personne est-elle en danger avec une prise de courant ?
- Le corps humain est conducteur de l’électricité. En contact avec les fils et les prises de secteur, il peut être traversé par un courant électrique : c’est l’électrisation.
- Elle a lieu quand on est en contact avec la phase (borne active) et le neutre (borne passive) ou avec la phase et le sol.
- L’électrisation peut provoquer des brulures ou un arrêt cardiaque. Un courant intense ou prolongé peut entraîner la mort : c’est l’électrocution.
Ce risque est accru quand le corps humain est humide et mal isolé du sol.
Dans ce chapitre 1 consacré aux “Le circuit électrique, ses différents types et la sécurité”, vous trouverez :
- Feuille d’exercices
- Dans quel cas une personne est-elle en danger avec une prise de courant ? : Activité documentaire
- Les différents types de circuits électriques : Activité expérimentale
- Pourquoi doit-on respecter le sens de branchement des piles : Activité expérimentale
- Quel matériau choisir pour réaliser un circuit électrique ? : Activité expérimentale
- Quel matériel faut-il pour réaliser un circuit ? : Activité expérimentale
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