révisions électricité

Les circuits électriques !

Info

Le circuit électrique : une machine à convertir l'énergie électrique !

Info

Pour qu'un dipôle électrique récepteur puisse fonctionner, il doit faire partie d'un circuit électrique, c'est à dire d'une boucle fermée contenant un dipôle électrique générateur et que des matériaux conducteurs.

Dans un circuit électrique, c'est le courant électrique (ou d'électricité) qui transporte l'énergie électrique depuis le dipôle générateur vers le(s) dipôle(s) récepteur(s), pour qu'il(s) puisse(nt) fonctionner.

Info

Lorsqu'un circuit électrique fonctionne, les 2 sortes d'électricité se déplacent : - l'électricité positive se déplace de la borne "+" vers la borne "-" du dipôle générateur, à l'extérieur de ce dernier ; - l'électricité négative se déplace de la borne "-" vers la borne "+" du dipôle générateur, à l'extérieur de ce dernier.

Au début du XIXème siècle, les physiciens ont décidé d'un commun accord, de n'envisager que l'électricité positive lorsqu'il serait question du sens du courant électrique dans un circuit. Ils ont ainsi appelé "sens conventionnel du courant électrique" celui de l'électricité positive. Le sens conventionnel du courant électrique va donc de la borne "+" vers la borne "-" du dipôle générateur, à l'extérieur de ce dernier.

Sur le schéma normalisé d'un circuit électrique, on représente le sens conventionnel du courant électrique, par une pointe de flèche, dessinée entre chaque symbole normalisé du schéma.

Le circuit électrique qui équipe une lampe de poche est constitué par une boucle contenant une pile, un ampoule électrique et un interrupteur qui permet de fermer ou d'ouvrir la boucle à volonté.

Lorsque la lampe de poche fonctionne :

- la pile électrique, qui contient initialement une réserve d'énergie chimique, convertit cette dernière essentiellement en énergie électrique et un peu en énergie thermique (car la pile chauffe un peu) ; - l'ampoule électrique convertit alors l'énergie électrique fournie par la pile, essentiellement en énergie lumineuse et un peu en énergie thermique (car l'ampoule chauffe un peu).

Info

On peur résumer le principe de fonctionnement d'une lampe de poche, grâce à la "chaîne énergétique" suivante :

La "chaîne énergétique" d'une lampe de poche :

La "chaîne énergétique" d'une lampe de poche contient : - 4 sortes d'énergie, - 2 réservoirs d'énergie, - 5 transferts d'énergie, - 2 convertisseurs d'énergie.

Comment schématiser un circuit électrique ?

Info

Pour schématiser un circuit électrique, on réalise un : schéma normalisé !

Pour réaliser le schéma normalisé d'un circuit électrique, il faut connaître les symboles normalisés des dipôles électriques.

Comment dessiner un symbole normalisé ?

Les symboles normalisés à connaître !

Fiche 1

Fiche 2

Fiche 3

Pour dessiner le schéma normalisé d'un circuit électrique : - on se muni d'1 crayon gris, d'1 règle et d'1 gomme ; - avec le crayon gris et la règle, on commence par dessiner un rectangle qui représentera la boucle du circuit ; - sur le contour du rectangle, on efface avec la gomme, autant d'endroits que le nombre de dipôles contenus dans le circuit ; - avec la règle et le crayon gris, on représente dans les endroits effacés, les symboles normalisés des dipôles du circuit en respectant bien l'ordre et le sens dans lequel ils sont reliés.

Vidéo

Différentes manières d'associer plusieurs dipôles électriques dans un circuit électrique !

Info

Lorsqu'on veut faire fonctionner plusieurs dipôles récepteurs avec un seul dipôles générateur on peut associer ces derniers de 2 manières :

Association en série

Association en dérivation

En ce qui concerne les circuits électriques dans lesquels les dipôles sont associés en dérivation, il existe des mots et des expressions de vocabulaire à connaître.

Noeud

Branche principale

Branche

Branche secondaire (ou dérivée)

Boucle de courant

Branché en parallèle

Dans un ciruit en dérivation, pour qu'un dipôle récepteur fonctionne, il doit faire partie d'une boucle de courant fermée.

Dans un circuit en dérivation, les dipôles d'une même branche sont reliés en série (les uns à la suite des autres).

C'est fini !

Ce sont les branches qui ne contiennent pas le dipôle générateur.

Les branches bleue, verte et jaune sont des branches secondaires.

Un dipôle électrique générateur est capable de fournir de l'énergie électrique.

une cellule photovoltaïque

une pile électrique "plate"

une dynamo

Un matériau conducteur est une matériau qui laisser circuler le courant électrique. Exemples : tous les métaux (le fer, le cuivre, l'aluminium, ...) Un matériau semi-conducteur est une matériau qui ne laisse faiblement passer le courant électrique. Exemples : le graphite, le silicium, le germanium, ... Un matériau isolant est une matériau qui ne laisse pas circuler le courant électrique. Exemples : le plastique, le bois sec, le verre, ...

Le mot "convention" est un synonyme du mot "accord".Lorsque quelque chose est "conventionnel", c'est qu'on s'est mis d'accord sur la chose en question.

L'adjectif "normalisé" signifie que le schéma doit respecter des "normes" précises, c'est-à-dire des règles bien définies.

C'est un endroit du circuit électrique relié à au moins 3 dipôles différents. Le point bleu est relié aux 3 interrupteurs et à la pile. Le point violet est relié à 3 ampoules (L2, L4, L6) et à la pile.

Deux dipôles électriques sont branchés en parallèle lorsque les 2 bornes de l'un sont directement reliées aux 2 bornes de l'autre.

Dans le circuit électrique schématisé ci-dessus, les 2 ampoules sont branchées en parallèle.

Le dipôle générateur et les dipôles récepteurs sont reliés les uns à la suite des autres en ne formant qu'une seule et simple boucle.

Une "chaîne énergétique" est un schéma qui modélise l’ensemble des conversions et des transferts d’énergie nécessaires, pour faire fonctionner un dispositif. Dans un tel schéma : - les réservoirs d’énergie sont représentés par des rectangles, - les transferts d’énergie par des flèches, - les convertisseurs d’énergie par des ovales.

Le dipôle générateur et les dipôles récepteurs sont reliés les uns aux autres en formant plusieurs boucles.

Le circuit électrique ci-contre contient en tout et pour tout, 6 boucles ; - 1 boucle contenant l pile, K1, L1 et L2 ; - 1 boucle contenant l pile, K2, L3 et L4 ; - 1 boucle contenant l pile, K3, L5 et L6 ; - 1 boucle contenant K1, L1, L2, L4, L3 et K2 ; - 1 boucle contenant K1, L1, L2, L6, L5 et K3 ; - 1 boucle contenant K2, L3, L4, L6, L5 et K3.

Un dipôle électrique récepteur est capable de convertir de l'énergie électrique en une autre forme d'énergie.

Une ampoule électrique convertit l'énergie électrique essentiellement en énergie lumineuse.

Un moteur électrique convertit l'énergie électrique essentiellement en énergie mécanique.

Un résistor (ou résistance) convertit l'énergie électrique essentiellement en énergie thermique.

Le symbole normalisé" d'un dipôle électrique est un dessin très simple qui sert à représenter la fonction du dipôle dans le circuit.

Le symbole normalisé" d'un dipôle électrique est un dessin très simple qui sert à représenter la fonction du dipôle dans le circuit.

Dans la matière il existe 2 sortes d'électricités : l'électricité positive et l'électricité négative.

Un dipôle électrique est un appareil électrique qui possède 2 bornes par lesquelles le courant électrique peut entrer ou sortir.

une pile électrique "plate"

une LED ou DEL

une ampoule électrique

Les flèches indiquent les bornes du dipôle.

C'est un morceau de circuit compris entre 2 noeuds et ne contenant que des dipôles reliés en série (les uns à la suite des autres).

Ce circuit contient 4 branches : - la rouge qui ne contient que la pile ; - la bleue qui contient K1, L1 et L2 ; - la verte qui contient K2, L3 et L4 ; - la jaune qui contient K3, L5 et L6.

C'est une boucle constituée par l'association de la branche principale avec une branche secondaire.

Dans la boucle bleue, la branche principale est associée avec la branche secondaire contenant K1, L1 et L2.

Dans la boucle verte, la branche principale est associée avec la branche secondaire contenant K2, L3 et L4.

Dans la boucle jaune, la branche principale est associée avec la branche secondaire contenant K3, L5 et L6.

Vidéo

Un matériau conducteur est une matériau qui laisser circuler le courant électrique. Exemples : tous les métaux (le fer, le cuivre, l'aluminium, ...) Un matériau semi-conducteur est une matériau qui ne laisse faiblement passer le courant électrique. Exemples : le graphite, le silicium, le germanium, ... Un matériau isolant est une matériau qui ne laisse pas circuler le courant électrique. Exemples : le plastique, le bois sec, le verre, ...

C'est la branche qui contient le dipôle générateur (la pile).

La branche rouge est la branche principale.