Le circuit électrique
Réaliser un circuit simple, schématiser, distinguer conducteurs et isolants, et respecter la sécurité électrique.
1. Le circuit électrique simple
Définition · Circuit fermé
Un circuit électrique est une boucle formée d'un générateur (pile, batterie), de récepteurs (lampe, moteur…) et de fils de connexion. Le courant ne circule que si le circuit est fermé (boucle continue).
Propriété · L'interrupteur
Un interrupteur ouvert coupe la boucle : le courant ne passe pas. Fermé, il laisse passer le courant.
2. Schématiser
| Dipôle | Symbole normalisé |
|---|---|
| Pile (générateur) | deux traits parallèles, un long ($+$) et un court ($-$) |
| Lampe | un cercle barré d'une croix |
| Moteur | un cercle avec la lettre M |
| Interrupteur ouvert / fermé | un trait levé / un trait continu |
| DEL (diode électroluminescente) | un triangle contre une barre, avec deux flèches |
Méthode · Faire un schéma
On trace les fils à la règle, en traits droits, on utilise les symboles normalisés et on forme un rectangle.
3. Conducteurs et isolants
Définition · Conducteur, isolant
Un matériau conducteur laisse passer le courant électrique : les métaux (cuivre, fer, aluminium), le graphite, le corps humain, l'eau du robinet. Un isolant ne le laisse pas passer : plastique, verre, bois sec, air.
Attention · La DEL a un sens
Une DEL ne s'allume que si elle est branchée dans le sens passant.
4. Sécurité
Attention · Danger du secteur
Le courant du secteur ($230$ V, les prises de la maison) est dangereux, voire mortel. On ne touche jamais une prise ou un fil dénudé, on ne manipule pas d'appareil électrique avec les mains mouillées. Le court-circuit (générateur relié directement par un fil) provoque un échauffement qui peut causer un incendie.
S'entraîner
Exercices corrigés
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Circuit ouvert ou fermé ?
★☆☆Dans un circuit comprenant une pile, une lampe et un interrupteur, la lampe est éteinte. Proposer deux raisons possibles.
Éléments d'un circuit
★☆☆Dans le circuit d'une lampe de poche, identifier le générateur, le récepteur et l'élément de commande.
Conducteur ou isolant ?
★☆☆Classer : clou en fer, règle en plastique, pièce de monnaie, gomme, mine de crayon (graphite), verre, papier aluminium.
Le fil électrique
★★☆Un fil électrique est constitué de cuivre entouré de plastique. Expliquer le rôle de chacun.
Tester un matériau
★★☆Décrire une expérience permettant de savoir si un objet est conducteur.
Schéma normalisé
★☆☆Quelles règles faut-il respecter pour schématiser un circuit ?
La DEL ne s'allume pas
★★☆Dans un circuit fermé avec une pile en bon état, une DEL ne s'allume pas. Que faut-il vérifier ?
Court-circuit
★★☆Qu'est-ce qu'un court-circuit ? Pourquoi est-il dangereux ?
Lampe court-circuitée
★★★Dans un circuit pile + lampe, on relie les deux bornes de la lampe par un fil. Que se passe-t-il pour la lampe ?
Sécurité à la maison
★☆☆Citer trois règles de sécurité pour utiliser l'électricité à la maison.
Le corps humain conducteur
★★☆Pourquoi est-il dangereux de toucher un fil dénudé branché sur le secteur ?
Pile de 4,5 V et secteur
★★☆On peut manipuler sans danger une pile de $4{,}5$ V, mais pas une prise de $230$ V. Pourquoi ?
Moteur et sens de rotation
★★☆On inverse les branchements de la pile dans un circuit avec un moteur. Que se passe-t-il ?
Chaîne énergétique d'un circuit
★★☆Donner la chaîne énergétique d'un circuit pile + moteur.
Réparer un circuit
★★☆Dans un circuit, un fil est cassé. Julien le remplace par un trombone métallique. La lampe s'allume-t-elle ? Et avec un élastique ?
Deux lampes en boucle
★★★On branche deux lampes identiques l'une après l'autre dans une seule boucle avec une pile. On dévisse une des lampes. Que se passe-t-il pour l'autre ? Pourquoi ?
L'eau et l'électricité
★★☆Pourquoi ne faut-il jamais utiliser un sèche-cheveux branché dans une baignoire ?
Rôle de l'interrupteur
★☆☆Un interrupteur est-il un conducteur ou un isolant ? Expliquer son fonctionnement.
Lampe grillée
★★☆Comment savoir, avec une pile et des fils, si une lampe est grillée ?
Pictogrammes
★☆☆Que signifie un panneau jaune triangulaire avec un éclair noir ?
Lampe dans un circuit
★★★Pour qu'une lampe s'allume, chacune de ses deux bornes doit être reliée à une borne différente de la pile. Expliquer pourquoi une lampe dont les deux fils sont reliés à la même borne de la pile ne s'allume pas.
Vérifier
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