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Réaliser des circuits électriques simples et exploiter les lois de l’électricité

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Mettre en œuvre un protocole expérimental simple visant à réaliser un circuit électrique – Partie 1

Pour fonctionner, un appareil électrique doit être branché dans un circuit électrique fermé, relié à un générateur électrique et à un interrupteur pour commander l’installation.

Les éléments du circuit et leur rôle

En classe de 5ème, on utilise principalement la pile, la lampe, l’interrupteur et les câbles électriques pour réaliser des circuits électriques. D’autres éléments peuvent aussi être utilisés, comme le dipôle ohmique, le moteur électrique et la diode électroluminescente.

  • La pile fournit l’énergie électrique dans le circuit : c’est le générateur électrique ;
  • La lampe utilise l’énergie de la pile pour fonctionner et produire de l’énergie lumineuse : c’est un récepteur ;

La pile et la lampe sont des composants électriques qui ont deux bornes : ce sont des dipôles.

  • L’interrupteur permet d’ouvrir ou de fermer le circuit : c’est une commande ;
  • Les câbles électriques font la liaison entre les éléments du circuit ;
  • Le dipôle ohmique est utilisé comme élément de protection d’autres composants, ou comme élément chauffant, pour produire de la chaleur ;
  • Le moteur électrique est utilisé pour produire un mouvement de rotation (roues, hélice…) ;
  • La diode électroluminescente (D.E.L.) n’autorise le courant à circuler dans le circuit que dans un sens.

Réalisation d’un circuit électrique simple

On dispose les éléments les uns après les autres, reliés entre eux par des câbles : l’ensemble comprend le générateur, la lampe, l’interrupteur et des câbles et constitue le circuit électrique qui forme une boucle.

Lorsque la lampe brille, l’interrupteur est fermé et le courant électrique circule dans le circuit.

Dans le cas contraire, la lampe est éteinte, l’interrupteur est ouvert et le courant ne circule pas.

Mettre en œuvre un protocole expérimental simple visant à réaliser un circuit électrique – Partie 2

Schéma du circuit

Chaque dipôle du circuit doit être représenté par un symbole normalisé :

Dans le schéma du circuit électrique, les traits doivent être horizontaux ou verticaux, tracés au crayon en utilisant une règle :

Sens conventionnel du courant

On représente le courant électrique par une flèche placée sur un câble. Conventionnellement, cette flèche est orientée dans le circuit électrique de la borne + vers la borne – du générateur :

Dipôles en série, dipôles en dérivation

Quand les dipôles sont tous branchés les uns à la suite des autres, sur une même boucle, on dit qu’ils sont branchés en série. Nous pouvons remarquer :

  • Que l’ordre des dipôles ne change pas leur fonctionnement
  • Plus nous rajoutons de dipôles, moins ils fonctionnent : ils se partagent l’énergie
  • Si une lampe grille, le circuit est ouvert et plus aucun récepteur ne fonctionne.

Quand nous superposons les dipôles sur plusieurs branches, ou mailles, nous pouvons remarquer :

  • Que chaque dipôle fonctionne de manière optimale.
  • Si une lampe grille, la maille contenant cette lampe ne fonctionne plus, mais les autres mailles fonctionnent.

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