I-Rappels de la 6ème : Les bases du circuit électrique
Un composant électrique ne peut fonctionner que s’il est parcouru par un courant électrique. Il doit donc pouvoir laisser entrer le courant électrique et le laisser sortir. Un dipôle est donc un composant possédant deux bornes.
Une pile est un générateur : elle fournit le courant électrique.
Un générateur est dipôle ou un appareil capable de produire et de faire circuler un courant électrique dans un circuit électrique
Une lampe est un récepteur : elle a besoin de courant électrique. Un générateur et un récepteur sont indispensable pour construire un circuit électrique. Pour relier les différents composant d'un circuit, on utilise des fils de connexion.
Pour que le courant passe dans le circuit, ce dernier doit être fermé. Si le circuit est ouvert, il n'y a pas de courant. Un interrupteur peut être utilisé pour ouvrir ou fermer un circuit. Dans un circuit ne comportant qu'une boucle, l'ordre des composants n'a pas d'importance
II. Conducteurs et isolants :
Activité 1. Circuit électrique et conductivité des matériaux
Un matériau conducteur est une matière à travers laquelle le courant électrique peut circuler. On dit qu’une telle matière conduit le courant électrique.
Un isolant est l’opposé d’un conducteur : c’est une matière à travers laquelle le courant électrique ne peut circuler.
Le fer, l’acier, le cuivre, le laiton, l’aluminium et le plomb sont des conducteurs. Tous les métaux conduisent le courant. Le graphite (mine de crayon) est conducteur.
En revanche les matières plastiques, le bois, le papier, le verre, la céramique le caoutchouc et les tissus sont des isolants. L’air est isolant. L’eau conduit très mal le courant électrique.
III. Schématisation d'un circuit électrique
Activité n°2.Comment schématiser un circuit électrique ?
1. Les symboles normalisés:
Chaque dipôle peut être représenté par un symbole normalisé international (valable dans tous les pays).
2. Les schémas normalisés d'un circuit :
Les schémas normalisés sont réalisés en utilisant les symboles normalisés et en suivant des règles précises :
• Le schéma est tracé à la règle et au crayon à papier. On commence toujours par tracer sa forme générale qui est un rectangle.
• Les symboles normalisés des différents dipôles sont placés, de préférence, au milieu de chaque coté.
• L’ordre dans lequel se suivent les différents symboles correspond à l’ordre de branchement des dipôles dans le circuit.
Exemple de schématisation : la schématisation du circuit suivant est :
IV. Le sens du courant
Activité 3. Réaliser un circuit électrique simple
V. Les diodes
Il existe deux types de diode:
• Les diodes simples.
• Les diodes électroluminescentes (DEL ou LED) qui fonctionnent comme les diodes simples mais émettent de la lumière lorsqu’elles sont parcourues par un courant électrique.
1. La fragilité de diodes
Les diodes sont des dipôles très fragiles qui peuvent facilement être endommagées par un courant électrique trop important. On ne les utilise donc jamais seules et elles sont souvent protégées par des dipôles appelés résistances dont l’un des rôles est de limiter le courant électrique.
2. Les diodes et le courant électrique
Les diodes et DEL sont des dipôles polarisés qui ne fonctionnent pas de la même manière selon le sens du courant électrique.
• Dans le sens passant, la diode se comporte comme un interrupteur ouvert
• Dans le sens bloquant, la diode se comporte comme un interrupteur fermé.
VI. Les dangers du courant électrique
1. Le corps humain et sa conductivité:
Le corps humain est un mauvais conducteur (il donnerait un résultat négatif avec le test de conductivité) mais il n’est pas totalement isolant et peut quand même être parcouru par un courant électrique.
2. Les dangers du courant dépendent de la tension électrique :
Le courant électrique est d’autant plus élevé que la tension électrique qu’il reçoit est forte. On considère en générale que 24 V est la tension de sécurité : en dessous de cette tension on ne ressent pas les effets dangereux du courant électrique. A partir de 70 V on risque la mort si le contact est fait avec des mains mouillées.
3. L’électrisation et ses effets:
Lorsque que le corps d’une personne est traversé par un courant électrique on dit qu’elle subit une électrisation. Il ne faut pas confondre électrisation et électrocution, cette dernière étant une mort provoquée par électrisation. L’électrisation peut provoquer des effets allant de simples picotements à une paralysie respiratoire, un arrêt cardiaque, des brulures sur la peau mais aussi au niveau des organes internes, ainsi que des contractions involontaires des muscles.
4. Les précautions indispensables :
Pour éviter l’électrocution ou l’électrisation il est nécessaire de prendre quelques précautions indispensables :
• Éviter de manipuler un appareil électrique en présence d’eau.
• Ne pas dénuder les fils électriques.
• Ne pas oublier de couper le courant avant de changer une lampe.
• Ne pas enfoncer d’objets dans les prises électriques et les rendre inaccessibles aux enfants en bas âge en utilisant des caches prise.
• Ne pas ouvrir d’appareil électrique en fonctionnement