Le circuit électrique

BULLETIN SPÉCIAL N°2
Le circuit électrique
Théorie
un peu de réflexion
Intro
L’électricité est une source d’énergie.
Une énergie que l’on peut facilement transformer
en mouvement, lumière ou chaleur.
L’électricité est en mouvement
dans un circuit fermé.
Le courant
Courant (électrique): déplacement d’électricité dans un conducteur (Robert illustré 2013).
Le courant, c’est de l’électricité qui tourne en rond. A ne pas confondre avec
l’électricité statique. Littéralement, de l’électricité qui ne bouge pas. Un exemple? La
foudre, c’est une décharge d’électricité statique. Ou les cheveux qui se dressent sur ta
tête parce que tu les as frictionnés (et donc chargés en électricité statique).
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Le circuit électrique
THEORIE
UN PEU DE REFLEXION
Les composants
Que faut-il pour pouvoir parler de circuit électrique?
U N E SO U R C E DE T E NS IO N
La source de tension est une source d’énergie électrique: une pile, une prise de courant...
U N R É C E P T EU R
C’est la différence de tension qui fait fonctionner le récepteur: une lampe, un frigo… La différence de tension permet au courant de circuler.
UN INTERRUPTEUR
Un interrupteur permet d’ouvrir et de fermer le circuit. Sans lui, la télé serait tout le temps allumée ou ta
lampe de bureau brillerait jour et nuit.
U N C O NDU CT EU R / U N IS O L ANT
Les conducteurs sont des matériaux de faible résistance, qui laissent bien passer le courant: le fer, le
cuivre (souvent utilisé pour les fils électriques), l’aluminium, l’argent, le zinc, le plomb... Les meilleurs
conducteurs sont les métaux purs. Dans les conducteurs, on trouve des électrons libres.
Les isolants sont des matériaux de haute résistance, qui ne laissent pas passer le courant: le bois, le
verre, le caoutchouc, la porcelaine, le PVC, le polyester, le plastique... Il n’y a donc pas d’électrons libres
dans un isolant. Les isolants nous protègent contre les dangers du courant électrique (p.ex. les gants en
caoutchouc ou la gaine de plastique autour d’un fil électrique).
SOURCE DE TENSION
CONDUCTEUR
RÉCEPTEUR
COMMUTATEUR
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Le circuit électrique
THEORIE
UN PEU DE REFLEXION
Et le corps humain?
L’eau de notre corps contient beaucoup de sels. Du coup, le courant peut circuler à travers le corps, même si
celui-ci a une résistance relativement élevée. Voilà pourquoi il vaut mieux ne pas toucher un appareil électrique quand tu as les mains mouillées.
La pile
Une pile branchée dans un circuit électrique fermé est une source d’électrons, qui circulent du pôle négatif
(-) vers le pôle positif (+). Les piles transforment cette énergie chimique en énergie électrique.
Dans une pile rechargeable, que l’on appelle une batterie (comme dans une voiture), les électrons libres se
redéplacent du pôle positif (+) au pôle négatif (-) pendant la recharge. Le processus augmente la tension dans
la pile, qui est de nouveau capable de fournir du courant.
Série ou parallèle
Si tu places deux récepteurs ou plus dans un circuit électrique, tous recevront du courant. Mais la quantité
d’énergie qu’ils reçoivent dépend entre autres de la manière dont ils sont connectés.
Si les récepteurs sont placés les uns derrière les
autres (en série), la tension fournie par la source est
répartie sur les différents récepteurs. Dans un montage en série, la tension qui arrive sur chaque récepteur sera donc plus faible. Du coup, les récepteurs
pourront fournir moins de puissance que s’ils étaient
seuls sur le circuit électrique (la lumière produite par
les ampoules sera moins intense). Et si un récepteur
est défectueux, le circuit électrique s’interrompt.
Dans un montage en série, tous les récepteurs utilisent donc successivement une partie du courant
électrique.
montage en série
E XE MP L E :
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les ampoules d’une guirlande de Noël.
Dans le cas d’un montage en parallèle, chaque récepteur reçoit son propre embranchement dans le
circuit électrique. Si l’un des récepteurs tombe en
panne, les autres continuent de fonctionner. Grâce à
ces embranchements, chaque récepteur reçoit 100%
de la tension de la source, c’est-à-dire un courant
plus fort que si ces mêmes récepteurs étaient montés en série. Du coup, les récepteurs peuvent fonctionner à pleine puissance et la lumière produite par
les ampoules a une intensité maximale. Bref: dans
un montage en parallèle, le courant est divisé entre
les récepteurs individuels (ou circuits partiels) et la
tension est identique sur tous les récepteurs.
montage en parallèle
E XE MP L E S :
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■■
les phares d’une voiture
un lustre.
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Le circuit électrique
THEORIE
UN PEU DE REFLEXION
Tension = Volt = V
La tension est la force avec laquelle les électrons se déplacent du pôle négatif (-) au pôle positif (+). On
pourrait comparer la tension à la différence de pression entre deux tonneaux d’eau placés à des hauteurs
différentes. Si l’on relie les tonneaux par un tuyau, l’eau du tonneau du haut va s’écouler vers le tonneau du
bas.
En Europe, la norme est de 230 volts. Aux Etats-Unis, elle est de 110 volts.
La tension se mesure avec un multimètre.
Intensité = Ampère = A
Le débit de charges électriques qui s’écoule à travers un conducteur est baptisé intensité du courant
et s’exprime en ampères (A). Plus simplement: c’est la puissance du courant électrique ou la quantité
d’électrons en mouvement.
Puissance = Watt = W
Pour calculer la puissance, que l’on exprime en watts (W), il faut multiplier la tension par l’intensité du
courant.
Résistance = Ohm = Ω
La résistance est l’opposition que les électrons rencontrent,
ce qui les empêche d’avancer à leur guise.
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Le circuit électrique
P R AT I Q U E
P R I O R I T E A L’A C T I O N
Pratique
priorité à l’action
Explique avec tes propres mots
Définis le mot "courant".
Quels sont les meilleurs conducteurs? Donne 3 exemples.
Pourquoi ne faut-il pas toucher un appareil électrique lorsque tu as les mains mouillées?
Comment appelle-t-on une pile rechargeable?
Pourquoi as-tu besoin d’un adaptateur si tu voyages aux USA?
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Le circuit électrique
P R AT I Q U E
P R I O R I T E A L’A C T I O N
A toi de dessiner
Dessine un circuit électrique avec une sonnette. Indique: la source de tension, le récepteur, l’interrupteur,
le conducteur.
conducteur
source de
tension
lampe
commutateur
cloche
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Le circuit électrique
P R AT I Q U E
P R I O R I T E A L’A C T I O N
Dessine un montage en série et un montage en parallèle, avec 2 points lumineux.
conducteur
source de
tension
commutateur
lampe
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Le circuit électrique
P R AT I Q U E
P R I O R I T E A L’A C T I O N
En ligne
E N C OR E P L U S D ’E X E R C IC E S E T D ’E XP É RI E NCE S ?
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