Schématiser circuit électrique

La schématisation des circuits électriques

Durant cette séance, tu vas découvrir pourquoi les physiciens utilisent des schémas normalisés, comment on schématise un circuit, le tout en remplissant le questionnaire que tu as reçu. Bon travail !

Sommaire

Introduction

Le générateur

La pile

DEL

Diode

La Lampe

Interrupteur ouvert

Interrupteur fermé

Resistance

Fil

Moteur

Schématiser un circuit

Introduction

Chacun a sa propre représentation dessinée, plus ou moins efficace, d'un circuit électrique, ce qui ne facilite pas la compréhension. En effet, tu peux voir ci-dessous que deux élèves ont réalisé le même montage comportant une pile, une lampe et un générateur, mais que les dessins ne sont pas les mêmes.

Voilà pourquoi les dipôles, qui sont les appareils électriques possédant deux bornes, sont représentés par des symboles normalisés. A l'aide de ces symboles normalisés, on peut schématiser tous les circuits électriques. La schématisation des circuits électriques présente plusieurs avantages : comme ils sont simples et plus rapides à faire, on gagne du temps mais on gagne aussi en compréhension puisque tout le monde suit les mêmes règles. Ce sont ces symboles normalisés que tu vas étudier dans un premier temps.Clique sur le lien qui te permettra de découvrir le symbole normalisé de la pile.

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La pile

Vers 1800, le comte Alessandro Volta (1745-1827), physicien italien, invente la pile électrique. C'est en son honneur que le nom de volt fut donné à une unité électrique. Le symbole normalisé de la pile est le suivant : La "grande" barre correspond à la borne (+) alors que la "petite" barre correspond à la borne (-) de la pile.

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Le générateur

Un générateur de tension se présente comme ceci : Le symbole du générateur de tension est le suivant :

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La lampe

Thomas Edison (1847 - 1931) invente la première lampe à incandescence utilisable avec un filament de carbone La lampe est un dipôle puisqu'elle présente deux bornes de branchement différentes : le plot et le culot. Il est intéressant de noter que le sens de branchement de la lampe n'a pas d'influence sur son fonctionnement. Voici les bornes de branchement : Le symbole normalisé de la lampe est le suivant :

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DEL

Les diodes électroluminescentes, abrégées sous le sigle DEL, sont de plus en plus utilisée dans la vie courante, que ce soit pour l'éclairage (décorations de noël, feux de voitures, feux tricolores, lampe de poche...) mais aussi pour les téléviseurs puisqu'elles permettent de faire des écrans encore plus fins. Elles présentent la particularité de ne laisser passer le courant que dans un sens. Le symbole normalisé de la DEL est le suivant :

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Diode

La diode est un dipôle qui présente la particularité d'être polarisée, c'est à dire que le sens de branchement de la diode a une incidence sur le fonctionnement du montage. Ce sont des composants couramment utilisés en électronique. La symbole est quasiment le même que celui de la DEL, attention à ne pas les confondre ! Le symbole normalisé de la diode est le suivant :

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Interrupteur ouvert

Un interrupteur permet de commander le fonctionnement d'un circuit puisqu'il permet de l'ouvrir ou de le fermer. Lorsque l'interrupteur est ouvert, il se comporte alors comme un matérieux isolant, le courant électrique ne circule pas dans le circuit. Le symbole normalisé de l'interrupteur ouvert est le suivant :

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Interrupteur fermé

Lorsque l'interrupteur est fermé, il se comporte comme un dipôle conducteur, il permet au courant électrique de circuler dans le circuit.Le symbole normalisé de l'interrupteur fermé est le suivant :

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Résistance

Les résistances (ou dipôles ohmiques) sont des dipôles très présents dans la vie courante. En effet, il existe de très nombreux types d'utilisations : production de chaleur (bouilloire, radiateur électrique), potentiomètre (ce qui permet de règler la luminosité d'un éclairage "halogène")....Tu verras en quatrième que la résistance est une grandeur que l'on peut mesurer. Le sens de branchement de la résistance n'a aucune incidence sur le fonctionnement du montage. Le symbole normalisé de la résistance est le suivant :

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Moteur

Le moteur électrique à courant continu (que l'on peut utiliser avec une pile) a été inventé en 1884 par Thomas Davenport. Cependant le moteur électrique que l'on rencontre le plus souvent est le moteur asynchrone que l'on retrouve notamment dans les trains ou les métros. C'est le physicien Nikola Tesla qui a déposé le brevet en 1887. Le symbole normalisé du moteur est le suivant :

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Fil de connexion

Les fils de connexion sont très importants dans un circuit électrique puisqu'ils permettent de relier tous les composants entre eux. Leur symbole est très simple puisqu'il consiste en un trait horizontal ou vertical :

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Schématiser un circuit

Jusqu'à present, tu as représenté les circuits électriques par des dessins. Tu vas maintenant apprendre à schématiser un circuit électrique. Schématiser un circuit, c'est le présenter de manière simple et compréhensible pour tous. Pour cela, il faut procéder par étapes et respecter les règles que nous allons voir. Clique ici pour voir la première étape de la schématisation.

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Première étape schématisation

Un schéma doit être simple, c'est pourquoi la boucle représentant le circuit est le plus souvent un rectangle. On choisira de faire un rectangle comme ceci (par exemple 6 carreaux par 4 carreaux) Clique ici pour voir la deuxième étape de la schématisation.

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Deuxième étape schématisation

Les éléments du circuit sont représentés par des symboles que l'on place sur le rectangle qui représente la boucle de courant : Clique ici pour voir la troisième étape de la schématisation.

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Troisième étape schématisation

Les dipôles sont reliés par des traits horizontaux et verticaux qui représentent les fils de connexion. Lorsqu'un schéma suit ces règles, on dit qu'il est normalisé (il respecte les normes). On obtient un schéma comme celui-ci :

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