Un circuit électrique est constitué de divers éléments:

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Les générateurs (pile, dynamo, alternateur,...) produisent le courant électrique.

Les conducteurs transportent le courant dans un circuit fermé.

Les consommateurs utilisent l’énergie électrique pour la transformer en énergie lumineuse (lampe), mécanique (moteur), calorifique (radiateur), chimique (accumulateur),...

Circuit simple

Matériel :

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une ampoule

un socle

une pile 4,5 V

2 fils électriques

4 attaches parisiennes en guise de fiches

Nous relions les pôles de la pile à l’ampoule avec des "fils électriques": ce sont des fils de cuivre (un métal orange et brillant) entourés d'une gaine de protection en plastique.

Conclusions:

1.

2.

3.

4.

Le courant passe: l’ampoule s’allume.

Les fils électriques prolongent les pôles de la pile jusqu'à l'ampoule.

C'est le cuivre qui conduit l'électricité: c'est un conducteur.

La gaine de plastique sert à isoler le câble de l'extérieur.

Schéma d'un circuit électrique

Lorsque nous voulons expliquer comment fonctionne un circuit électrique, nous pouvons le dessiner. Mais parfois cela peut être long et compliqué,alors on simplifie le dessin pour en faire un schéma: tous les objets du circuit sont représentés par des symboles.

photo

Les fils électriques sont représentés par des traits droits ( tirés à la règle). Tous les changements de direction se font à angle droit. Tous les symboles (piles, ampoules,...) sont placés sur les lignes droites mais jamais dans les coins.

schéma

dessin réaliste

Fil électrique

Pile

Ampoule

Fil électrique

Parfois on trouve d’autres symboles pour représenter les piles dans les livres:

Pile ( G = générateur de courant)

Pile

+

-

Circuit ouvert ou fermé ?

Lorsque le circuit est fermé, le courant électrique passe: la lampe s'allume.

Si le circuit est ouvert le courant ne passe pas: la lampe est éteinte.

circuit fermé

circuit ouvert

Comment un circuit fermé peut-il se transformer en circuit ouvert?

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•

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un fil est coupé ou arraché

l'ampoule est mal vissée dans le culot

le filament de l'ampoule est cassé

L'interrupteur

L'interrupteur est un appareil qui permet d'ouvrir et de fermer notre circuit à volonté, sans avoir besoin de couper des fils. Un circuit muni d'un interrupteur se représente ainsi:

Circuit ouvert

Circuit fermé

Il existe beaucoup de sortes d’interrupteurs différents:

des interrupteurs à bascule, ...

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des interrupteurs à poussoir, ...

Quel interrupteur faut-il ouvrir pour:

a)

b)

c)

d)

éteindre seulement B ?

éteindre seulement A ?

éteindre A et B ?

laisser A et B allumées ?

Dans un circuit normal, les électrons quittent la pile par le pôle -, parcourent les conducteurs du circuit, produisent un travail dans l’ampoule et retournent dans la pile par le pôle +.

Dans un court-circuit, les électrons quittent la pile par le pôle - et vont directement au pôle + de la pile sans passer par l’ampoule.

ampoule

allumée

ampoule

éteinte

pile

Le court-circuit n’est pas le trajet le plus court. Les électrons prennent le chemin où ils ont le moins de travail.

court-circuit

court-circuit

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Le court-circuit

circuit ouvert

A télécharger

Oxydation du fer

Avant la réaction

Le fer (Fe) est un métal, gris clair, ductile, brillant, magnétique, bon conducteur électrique (la réaction est même initiée par le passage du courant).

Pendant la réaction

Le fer devient incandescent. La lumière émise va du orange-jaune jusqu’au blanc. Le fer réagit avec le dioxygène présent dans l’air selon l’équation:

Après la réaction

L’énergie d’activation (flamme ou courant électrique) ne suffit pas à provoquer une réaction complète. La réaction s’arrête d’elle-même après un certain temps hors de la flamme. Le produit de la réaction est un oxyde de fer: solide, gris bleuté, friable, de formule Fe3O4 (comme le minéral magnétite).

Fer

Oxyde de fer

Le système électrique dans une construction est réalisée sur la base de plans. L’utilisation de symboles permet de communiquer efficacement avec les ouvriers  qui travaillent sur le chantier. On reconnaît le symbole correspondant aux luminaires et autres ampoules.

Essaye de reconnaître sur le plan ci-dessus le symbole des lampes. Clique dessus.

Pour simplifier, on peut se représenter un morceau de cuivre comme un empilement d’atomes avec des électrons libres dans les “interstices”.

Les électrons libres sont très mobiles et se déplacent dans tous les sens.

Si on relie ce morceau de métal aux pôles d’une pile, le mouvement désordonné des électrons fait place à un courant électrique : tous les électrons libres (chargés négativement) se dirigent vers le pôle positif de la pile.

Prenons un morceau de métal, du cuivre par exemple.

Le courant électrique

Quel est l’intérêt de ces 3 circuits ?

circuit «ou»

circuit «et»

circuit «va et vient»

1

2

2

2

1

1