Thème II : Electricité

Electricité
1 Le circuit électrique
Le courant électrique


1 Le circuit électrique


1 Quels sont les éléments d'un circuit électrique ?

Un circuit comporte plusieurs types d'éléments :

. Le générateur (pile, batterie, alimentation,...) qui fait circuler le
courant électrique.
. Un ou plusieurs récepteurs (lampe, diode, résistance,...) qui
transforment le courant électrique.
. Des fils électriques qui permettent le passage du courant électrique.
Ces éléments sont tous connectés entre eux par des soudures ou des fiches.

On appelle dipôle tout élément d'un circuit électrique qui possède deux
bornes (deux pôles) de connexion. Par exemple : pile, ampoule, diode,
moteur,...


2 Comment sont constitués les générateurs ?


|La pile plate |La pile ronde |Le générateur de |
| | |travaux pratiques |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
|La lame la plus longue | |La borne rouge est la |
|est la borne ......... | |borne ......... |
|La lame la plus courte | |La borne noire est la |
|est la borne ......... | |borne ......... |


Les générateurs possèdent 2 ............, une borne notée + et une borne
notée - ; ce sont des ............ .

3 Comment est constituée une lampe ?

[pic]
Expérience : trouvons les deux bornes de la lampe


1 Avec une pile plate :

Réalisez les montages suivants et coloriez en jaune les lampes qui
s'éclairent.

|[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |


Conclusion : Le ......... et le ......... de la lampe sont les pôles de
celle-ci.
2 Avec une pile plate et un fil :

Réalisez les montages suivants et coloriez en jaune les lampes qui
s'éclairent.

|[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |


3 Avec une pile plate et deux fils :

Réalisez les montages suivants et coloriez en jaune les lampes qui
s'éclairent.

|[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |


4 A-t-on rencontré d'autres dipôles ?

Les fils, la pile, l'interrupteur sont des dipôles que l'on a rencontrés.

La pince crocodile est-elle un dipôle ? NON c'est un connecteur.


2 Comment faire passer le courant dans un circuit ?

Complétez les dessins avec des fils de connexion et expérimentez les deux
montages. Coloriez la lampe en jaune lorsqu'elle s'allume. Concluez.
| | |
| | |
| | |
|[pic] |[pic] |
|L'interrupteur est ............ |L'interrupteur est ............ |
|parce que les 2 lamelles se |parce que les 2 lamelles ne se |
|touchent. |touchent pas. |
|Le circuit est ............ . |Le circuit est ............ . |
|La lampe est ............ . |La lampe est ............ . |

Pour que le courant circule dans un circuit il faut remplir trois
conditions :

. Le circuit doit comporter un générateur (ici la pile) et au moins un
récepteur (lampe).
. Tous les éléments du circuit doivent être des conducteurs c'est-à-dire
qu'ils doivent se laisser traverser par le courant électrique.
. Tous les éléments doivent former une chaîne ininterrompue (continue).

On dit que le circuit est ouvert si la chaîne des éléments est interrompue.
Alors, le courant ne circule pas.

Sinon il est fermé et le courant peut circuler.


3 Dans quel sens circule le courant dans un circuit ?

Comme le courant circule dans le circuit électrique, on peut lui attribuer
un sens.

On a choisi de dire qu'il sortait du générateur par le pôle positif et
qu'il y rentrait par le pôle négatif : c'est le sens conventionnel du
courant.

A l'extérieur du générateur, le courant électrique circule de la borne
positive à la borne négative du générateur.
On représente le sens de circulation du courant par une flèche.


Exercice : représentez le sens du courant sur le dessin ci-dessous.


[pic]

2 Conducteurs et isolants


1 Comment faire la distinction entre une substance conductrice et une
substance isolante ?

|[pic] |Réalisez le montage ci-contre en |
| |intercalant différents objets entre A et B.|
| | |
| | |
| |Complétez le tableau suivant en indiquant |
| |pour chaque objet : |
| |La nature de la substance ; |
| |Votre observation c'est-à-dire l'état de la|
| |lampe ; |
| |Votre conclusion c'est-à-dire le caractère |
| |conducteur ou isolant de la substance. |

Vérifiez que le montage fonctionne en faisant toucher A et B. La lampe doit
s'éclairer.

|Objet (entre A et|Matériau |Observation |Conclusion |
|B) |(ou substance) |Etat de la lampe |Le matériau est :|
| | |La lampe est : |(conducteur ou |
| | |(allumée ou |isolant) |
| | |éteinte) | |
|Règle en bois | | | |
|Règle en | | | |
|aluminium | | | |
|Stylo en matière | | | |
|plastique | | | |
|Feuille de papier| | | |
|Fil de cuivre | | | |
|Mine de crayon | | | |
|Ciseaux en acier | | | |
|Homme |Peau | |NE CONCLUEZ PAS !|

Les circuits réalisés ne présentent aucun danger. S'ils étaient réalisés
avec une prise de courant à la place de la pile il y aurait danger de mort.

2 Définissons les mots conducteurs et isolants.

Un matériau conducteur est un matériau qui

Un matériau isolant est un matériau qui


3 L'air est-il conducteur ou isolant?

Comment déterminer expérimentalement si l'air est conducteur ou isolant ?
On peut déterminer expérimentalement si l'air est conducteur ou isolant en



|Observation : |Conclusion |
|La lampe brille-t-elle ? |L'air est un |
|........., la lampe |........................... . |
|........................ . | |


4 L'Homme est-il conducteur ou isolant ?

Citez un exemple qui vous montre que l'homme est conducteur.


Pourquoi notre montage ne fonctionne pas correctement ?


Utilisons le détecteur de courant.
En utilisant le détecteur de courant sur l'Homme on observe que la lampe
est
donc l'Homme est .

5 L'interrupteur est-il conducteur ou isolant ?

Lorsqu'on ouvre un interrupteur dans un circuit, cela revient à intercaler
un isolant dans le circuit.
Quel est cet isolant ? Cet isolant est .

6 Un exemple d'objet avec des parties conductrices et des parties
isolantes.

Complétez avec les mots isolant(e) ou conducteur(trice).
Un fil électrique comporte une gaine isolante entourant un fil électrique
métallique conducteur. Pour effectuer une connexion électrique, il faut
dénuder l'extrémité du fil, c'est-à-dire enlever l'isolant et serrer le
conducteur à l'aide d'une vis conductrice ou d'une pince crocodile
conductrice.

3 La schématisation du circuit électrique



1 Pourquoi faut-il schématiser les circuits électriques ?

Pour l'instant nous avons réalisé des montages électriques simples à partir
de dessins.

Quand le montage devient complexe, le dessin devient incompréhensible.

Il faut représenter chaque élément d'un circuit par un symbole normalisé
d'un circuit électrique afin de réaliser un schéma.

2 Comment représenter les éléments d'un circuit électrique ?

Dans un schéma (et non plus un dessin) chaque élément est représenté par un
symbole unique normalisé.
Complétez le tableau suivant.
|Nom de l'élément |Symbole |
|Pile |[pic] |
|Alimentation |[pic] |
|(générateur) | |
|Lampe |[pic] |
|Voyant |[pic] |
|Interrupteur |[pic] |
|ouvert | |
|Interrupteur |[pic] |
|fermé | |
|Fil |[pic] |
|2 fils connectés |[pic] |
|à un noeud | |
|2 fils non |[pic] |
|connectés entre | |
|eux | |
|Diode |[pic] |
|DEL |[pic] |
|(ou LED) | |
|Moteur à courant |[pic] |
|con