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Le courant électrique

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Introduction :

De nos jours maîtriser le courant électrique est indispensable dans notre quotidien. Quand on construit une maison on pense inévitablement à installer des prises électriques pour apporter le courant.
L’électricité issue de l’énergie renouvelable est aussi la forme d’énergie qu’on privilégie actuellement car c’est elle qui pollue le moins.
Dans un premier temps nous définirons le courant et les circuits électriques. Puis nous verrons les différents dipôles qui constituent un circuit.

Courant et circuits électriques

Le courant électrique

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Définition

Courant électrique :

Un courant électrique est un déplacement de particules chargées dans un matériau conducteur. Ces particules sont des électrons, ils sont chargés négativement et sont attirés par un pôle chargé positivement.

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Attention

Il faut savoir que l’on représente sur les schémas le courant allant du pôle positif vers le pôle négatif alors que le courant correspond au déplacement des électrons, qui vont du pôle négatif au pôle positif.

Le courant électrique

La pile abrite des réactions chimiques lentes (qui définissent la durée de la pile) qui génèrent un excès de charges négatives au pôle - et un déficit de charges négatives (donc un excès de charges positives) au pôle +.

  • Ainsi, les électrons présents dans le circuit sont repoussés par le pôle - de la pile, et attirés par le pôle + pour constituer un courant électrique.

Les métaux sont des matériaux conducteurs d’électricité, c’est pourquoi les composants d’un circuit électrique sont en métal. Au contraire, le plastique n’est pas conducteur, c’est un matériau isolant qui ne laisse pas passer le courant. C’est pourquoi les fils électriques sont recouverts de plastique, pour qu’on puisse les manipuler en toute sécurité.

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Astuce

L’air est un isolant, c’est pour cela qu’un interrupteur ouvert ne laisse pas passer le courant dans un circuit.

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Définition

Conducteur :

Un matériau est dit conducteur s’il se laisse traverser par le courant. Les métaux sont des matériaux conducteurs.

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Définition

Isolant :

Un matériau est dit isolant s’il ne laisse pas passer le courant. L’air, le bois ou le plastique sont des matériaux isolants.

Les circuits électriques

L’électricité est une forme d’énergie qu’on peut utiliser pour produire de la lumière ou faire fonctionner un appareil. Pour utiliser l’électricité il faut créer un circuit électrique.

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Définition

Circuit électrique :

Un circuit électrique est une succession de dipôles électriques.

  • Pour que le courant électrique circule il faut que le circuit soit fermé : tous les matériaux conducteurs doivent être reliés entre eux et former une boucle.
  • Pour interrompre le courant électrique dans un circuit on doit ouvrir le circuit : c’est la fonction de l’interrupteur.
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Attention

Quand on construit un circuit électrique il est important de s’assurer que le courant ne circule pas afin d’éviter tout accident pendant la manipulation.

Les composants électriques d’un circuit se nomment les dipôles.

Les dipôles

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Définition

Dipôle :

Un dipôle comporte deux pôles (aussi appelés bornes) par lesquels entre et sort le courant.

Chaque dipôle a une fonction dans le circuit électrique. On les regroupe en deux catégories : les dipôles récepteurs et les dipôles générateurs. Ces derniers sont polarisés. Autrement dit, ils ont un pôle + et un pôle -.

Certains dipôles sont polarisés, c’est le cas de tous les générateurs et de quelques récepteurs.
Lorsqu’on parle de dipôle polarisé, cela signifie qu’il y a un sens de branchement à respecter, celui du courant, pour que le dipôle fonctionne.

  • Le dipôle polarisé est donc dépendant du sens du courant.

Les générateurs

Un circuit comprend toujours un générateur qui produit l’électricité.

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Définition

Générateur :

Un générateur génère ou fournit de l’électricité dans un circuit.

Il existe différents types de générateur tels que la pile et les générateurs classiques qui ont chacun un symbole.

Les générateurs et leurs symboles

Le générateur d’un circuit fournit de l’électricité aux autres dipôles que sont les récepteurs.

Les récepteurs

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Définition

Récepteur :

Un récepteur est un dipôle qui reçoit et utilise l’électricité.

Il existe différents types de récepteurs tels que les lampes, les diodes, les résistances, les moteurs qui ont chacun leur symbole.

La diode est utilisée par exemple pour l’affichage des appareils électroménagers comme les réveils, les fours à micro-ondes, etc.

Sur un circuit fermé, si la diode électroluminescente (DEL) ne s’allume pas, c’est que le courant ne passe pas. Elle est donc un témoin du fonctionnement d’un circuit.

Les DEL et leur symbole

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Astuce

Le symbole de la DEL fait penser aux deux premières lettres du mot diode « DI » surmontées de deux flèches.

La lampe est un récepteur qui produit de la lumière lorsqu’elle est reliée au courant électrique.

La lampe et son symbole

La résistance transforme l’énergie électrique en chaleur : elle est souvent utilisée pour ajuster la tension d'un circuit à la tension d’usage d’autres récepteurs.

Quand le courant a un débit trop important, la résistance vient le réguler.

La résistance et son symbole

Un moteur utilise l’énergie du circuit pour produire un mouvement.
Par exemple, dans un ventilateur de poche la pile fait tourner le moteur qui entraîne les hélices.

Le moteur et son symbole

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Attention

Certains composants électriques ne sont ni récepteur ni générateur.

C’est le cas de l’interrupteur dont le rôle est de commander l’ouverture et la fermeture du circuit électrique.

L’interrupteur et son symbole

De même, les fils de connexion, qui permettent le passage du courant, sont des dipôles de liaison.

Les fils de connexion

Conclusion :

Un montage électrique est composé de dipôles : un générateur, des récepteurs et des fils de connexion. Il peut aussi comprendre un interrupteur qui ouvre ou ferme le circuit.
Lorsque le circuit est fermé, les électrons circulent du pôle négatif au pôle positif du générateur : c’est le courant électrique.
Chaque dipôle a son symbole, il faut les connaître pour pouvoir schématiser un circuit électrique.