L’essentiel
Un circuit électrique est une boucle fermée de conducteurs reliés à un générateur, qui permet au courant de circuler. Il comprend au moins un générateur et un récepteur, reliés par des fils. Les dipôles peuvent être montés en série, dans une seule boucle, ou en dérivation, sur plusieurs branches.
Les éléments d’un circuit électrique
Chaque élément d’un circuit électrique possède deux bornes : on l’appelle un dipôle. Le générateur fournit l’énergie électrique, les récepteurs la convertissent en lumière, en mouvement ou en chaleur.
| Dipôle | Rôle | Symbole |
|---|---|---|
| Pile | Générateur | Grand trait (+) et petit trait épais (−) parallèles |
| Lampe | Récepteur : éclaire | Cercle barré d’une croix |
| Moteur | Récepteur : met en mouvement | Cercle avec la lettre M |
| Interrupteur ouvert | Coupe le courant | Trait incliné, non relié à l’autre borne |
| Interrupteur fermé | Laisse passer le courant | Trait continu entre les deux bornes |
| Diode électroluminescente (DEL) | Récepteur : éclaire dans un seul sens | Triangle contre un trait, avec deux flèches sortantes |
| Résistance | Limite le courant | Rectangle |
La règle de la boucle fermée
Un interrupteur fermé se comporte comme un fil : le courant passe. Un interrupteur ouvert coupe la boucle : le courant ne passe plus nulle part dans cette boucle.
Tous les matériaux ne laissent pas passer le courant. Les métaux sont de bons conducteurs. Le plastique, le verre et le bois sec sont des isolants.
Le courant circule seulement si le circuit forme une boucle fermée, sans interruption, passant par le générateur.
Schématiser un circuit électrique
- Remplace chaque dipôle par son symbole normalisé.
- Trace les fils à la règle, avec des traits horizontaux et verticaux.
- Représente le circuit sous forme de rectangle, en plaçant les symboles sur les côtés et jamais dans les coins.
- Indique les bornes + et − du générateur et le sens du courant.
Circuit en série et circuit en dérivation
| Circuit en série | Circuit en dérivation | |
|---|---|---|
| Structure | Une seule boucle | Plusieurs boucles ou branches |
| Si une lampe grille | Tout s’éteint | Les autres branches restent allumées |
| Luminosité de 2 lampes | Plus faible qu’avec une seule | Comme une lampe seule |
| Exemple | Guirlande simple | Prises d’une maison |
Astuce : Pour reconnaître un montage, suis le courant du doigt. S’il doit choisir entre deux chemins à un nœud, le circuit comporte une dérivation.
Le sens du courant
Ce sens se note par une flèche sur un fil. Dans les métaux, les électrons se déplacent en réalité dans le sens inverse.
Certains dipôles sont sensibles au sens du courant. Une DEL ne s’allume que si elle est branchée dans son sens passant. Un moteur tourne dans l’autre sens si on inverse ses bornes.
Par convention, à l’extérieur du générateur, le courant va de la borne + vers la borne −.
Le court-circuit
Un court-circuit apparaît quand deux bornes d’un dipôle sont reliées par un fil. Le courant passe par ce chemin facile. La lampe court-circuitée s’éteint, car elle ne reçoit plus de courant.
Si le générateur est court-circuité, l’intensité devient très élevée : les fils chauffent, ce qui peut provoquer un incendie. Un fusible ou un disjoncteur protège l’installation.
Les erreurs à éviter
Le courant s’use dans la lampe Le courant a la même intensité avant et après la lampe en série
C’est l’énergie qui est convertie, pas le courant qui est consommé.
Une lampe est allumée car le courant arrive par un seul fil Il faut deux connexions et une boucle fermée
La lampe doit être reliée aux deux bornes du générateur.
Interrupteur ouvert : le courant passe Interrupteur ouvert : le courant ne passe pas
Ouvert signifie que le passage est interrompu, comme un pont levé.
Exercices corrigés
1. Dans un circuit simple, l’interrupteur est ouvert. Que fait la lampe ?
Voir la correction
Elle reste éteinte. La boucle est coupée : le courant ne circule pas.
2. Deux lampes sont montées en série. L’une grille. Que fait l’autre ?
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Elle s’éteint. La boucle unique est coupée : plus aucun courant ne passe.
3. Deux lampes sont montées en dérivation. L’une grille. Que fait l’autre ?
Voir la correction
Elle reste allumée. Sa branche reste une boucle fermée avec le générateur.
4. À l’extérieur du générateur, quel est le sens conventionnel du courant ?
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De la borne + vers la borne −. C’est la convention : du + vers le −.
5. Une DEL reste éteinte alors que le circuit est fermé et la pile neuve. Quelle est la cause la plus probable ?
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La DEL est branchée à l’envers. La DEL ne laisse passer le courant que dans son sens passant.
6. Dans un circuit en série avec deux lampes, on relie les bornes de la lampe 1 par un fil. Que se passe-t-il ?
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La lampe 1 s’éteint, la lampe 2 brille davantage. La lampe 1 est court-circuitée. Le courant passe par le fil, et la lampe 2 reçoit toute la tension.
Questions fréquentes
Qu’est-ce qu’un circuit électrique simple ?
C’est une boucle unique avec un générateur, un récepteur, un interrupteur et des fils, par exemple une pile, une lampe et un interrupteur.
Quel montage est utilisé dans une maison ?
Le montage en dérivation. Chaque appareil reçoit la même tension et peut fonctionner seul, indépendamment des autres.
Que signifie DEL ?
Diode électroluminescente. C’est un dipôle qui éclaire quand il est traversé par un courant dans son sens passant.