Une lampe de poche, une guirlande de Noël, l’éclairage d’une salle de classe : tous ces objets fonctionnent grâce à un circuit électrique. Mais qu’est-ce qui fait vraiment circuler le courant, et comment le représenter simplement sur un schéma ?
I. Qu’est-ce qu’un circuit électrique simple ?
Un circuit électrique simple est une boucle fermée qui contient un générateur, un interrupteur et un récepteur, reliés entre eux par des fils de connexion. Chaque composant d’un circuit est appelé un dipôle : un composant électrique possédant deux bornes.
Le générateur (par exemple une pile) est le dipôle qui fournit le courant électrique au circuit. Le récepteur (par exemple une lampe) est le dipôle qui reçoit ce courant et le transforme en une autre forme d’énergie (lumineuse pour une lampe). Les fils de connexion, en matériau conducteur (le cuivre) isolé par du plastique, assurent le passage du courant entre les différents éléments. L’interrupteur est l’élément qui permet de commander le circuit : fermé ou ouvert.
II. Circuit fermé, circuit ouvert
Un circuit est dit fermé quand il forme une boucle continue, sans interruption : le courant électrique circule alors, et les récepteurs fonctionnent (la lampe brille). Un circuit est dit ouvert quand la boucle est interrompue (par exemple lorsque l’interrupteur est ouvert) : le courant ne circule pas, et les récepteurs ne fonctionnent pas (la lampe reste éteinte).
III. Le schéma électrique normalisé
Pour représenter un circuit de façon simplifiée, on utilise un schéma électrique normalisé : chaque dipôle y est représenté par un symbole conventionnel (et non par un dessin réaliste), et les fils se tracent uniquement par des traits horizontaux ou verticaux. Utiliser des symboles normalisés permet à n’importe qui, n’importe où, de comprendre un schéma de circuit de la même façon.
IV. Comment réaliser un circuit simple
Pour réaliser un circuit électrique simple en pratique : on relie une borne du générateur à une borne du récepteur par un fil, on relie l’autre borne du récepteur à une borne de l’interrupteur par un autre fil, puis on referme la boucle en reliant l’interrupteur à l’autre borne du générateur. Le circuit ainsi formé ne fonctionne que si l’interrupteur est fermé et si tous les fils sont correctement connectés.
V. Synthèse
Un circuit électrique simple relie un générateur, un récepteur et un interrupteur par des fils de connexion, en une seule boucle. Le courant ne circule que si le circuit est fermé. Le schéma électrique normalisé, avec ses symboles conventionnels, permet de représenter n’importe quel circuit de façon claire et universelle.
Exercice d’application
Exercice 1. Cite les quatre éléments nécessaires pour réaliser un circuit électrique simple.
Exercice 2. Qu’appelle-t-on un « dipôle » ? Donne deux exemples.
Exercice 3. Une lampe reste éteinte alors que le circuit semble complet. Propose une explication possible.
Exercice 4. Pourquoi utilise-t-on des symboles normalisés plutôt que des dessins réalistes pour représenter un circuit ?
Exercice 5. Dans un circuit fermé, quel est le rôle du générateur ? Quel est le rôle du récepteur ?
Corrigés
Corrigé 1. Un générateur, un récepteur, un interrupteur et des fils de connexion.
Corrigé 2. Un dipôle est un composant électrique possédant deux bornes. Exemples : une pile (générateur), une lampe (récepteur).
Corrigé 3. L’interrupteur est peut-être ouvert, un fil est peut-être mal connecté, ou la lampe est peut-être grillée : dans chacun de ces cas, le circuit n’est pas réellement fermé.
Corrigé 4. Pour que le schéma soit compris de la même façon par tout le monde, indépendamment de la forme réelle des composants.
Corrigé 5. Le générateur fournit le courant électrique au circuit ; le récepteur reçoit ce courant et le transforme en une autre forme d’énergie (par exemple lumineuse pour une lampe).
