Chapitre 2 : Étude de circuits électriques simples
I) Etude des circuits en série ou circuit en boucle simple : 1) Qu'est-ce qu'un circuit en série ?
Expérience : ou souhaite réaliser un circuit électrique comportant une pile et deux lampes en utilisant le moins de fils possible. Faire le schéma du circuit.
Pour cela il faut brancher les dipôles les uns à la suite des autres.
Schéma du circuit :
Observations : Combien de boucles de courant comporte ce circuit ? Ce circuit comporte une seule boucle de courant.
Conclusion :
Un circuit en série, ou circuit en boucle simple est un circuit qui ne comporte qu'une seule boucle de courant.
2) Quelles sont les propriétés d'un circuit en série ? Fiche TP :
• Que se passe-t-il lorsqu'un dipôle tombe en panne dans un circuit en série ?
Expérience : Réaliser le circuit schématisé ci dessous. La lampe L2 est légèrement dévissée de sa douille pour simuler une panne.
Observations :
Les deux lampes ne brillent plus.
Interprétations :
Les deux lampes ne brillent plus car le circuit est ouvert. La lampe en panne est comparable à un interrupteur ouvert.
Conclusion :
Dans un circuit en série, lorsqu'un dipôle tombe en panne, les autres cessent aussi de fonctionner.
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L1 L2
• Que se passe-t-il lorsqu'on inverse l'ordre des dipôles ? Expérience : On réalise le circuit ci dessous avec les lampes L1 et L2.
Observations :
La lampe L1 est la lampe qui brille le plus.
On inverse les positions de L1 et L2 par rapport à l'interrupteur.
C'est toujours la lampe L1 qui brille le plus.
Conclusion : Dans un circuit, l'ordre des dipôles a-t-il une influence sur leur fonctionnement ? Dans un circuit électrique, l'ordre des dipôles n'a aucune influence sur leur fonctionnement.
II) Le circuit en dérivation :
1) Qu'est-ce qu'un circuit en dérivation ? Fiche TP : Circuit comportant deux boucles
Hypothèse : Pour que deux lampes fonctionnent indépendamment l'une de l'autre, il faut que le circuit comporte deux boucles de courant.
Expérience :
Observations :
Le circuit comporte deux boucles de courant. Lorsqu'on dévisse une des deux lampes, l'autre continue de briller.
Conclusion :
Pour faire fonctionner des dipôles indépendamment les uns des autres, il faut réaliser des circuits qui contiennent plusieurs boucles de courant.
Un circuit qui comporte plusieurs boucles de courant est appelé circuit en dérivation.
2) Quelles sont les propriétés d'un circuit en dérivation et leurs applications ?
Les circuits en dérivation permettent de faire fonctionner des dipôles indépendamment les uns des autres.
Les installations électriques domestiques utilisent donc des circuits en dérivation, bien plus pratiques d'utilisation que les circuits en série.
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+
L1 L2 L1 : lampe rouge
L2 : lampe verte
+
III) Le sens conventionnel du courant électrique : 1) Le courant électrique a-t-il un sens de parcours ?
Fiche TP : Le courant électrique a-t-il un sens de parcours On réalise le circuit schématisé ci-dessous :
Observation :
Le moteur tourne dans le sens des aiguilles d'une montre.
On inverse le sens de branchement du moteur.
Le moteur tourne alors dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.
Conclusion :
Le courant électrique a un sens de parcours, puisque le sens de rotation du moteur dépend de son sens de branchement.
2) Étude d'un nouveau dipôle, la DEL : Document :
La DEL, un témoin de courant
La diode électroluminescente (DEL) est un dipôle qui émet de la
lumière de couleur lorsqu'elle traversée par un courant électrique dans son sens passant. Elle sert généralement à indiquer qu'un appareil
fonctionne. Lorsqu'une diode est branchée à l'envers, elle se comporte
comme un interrupteur ouvert et empêche le passage du courant, on dit alors que la diode est bloquée.
Son symbole est le suivant :
On trouve des DEL sur de nombreux appareils (téléviseurs, ordinateurs, lave-linge …) ainsi que sur les tableaux de bord des automobiles ou des avions.
Correction :
1- Le sens passant de la DEL est le sens de branchement pour lequel la DEL brille et laisse passer le courant électrique.
2- Si la DEL est branchée à l'envers dans le circuit, alors elle se comporte comme un interrupteur ouvert et empêche le passage du courant. On dit qu'elle est branchée dans le sens bloqué.
3- Une DEL permet entre autres de savoir si un courant circule et donc si un dipôle est en fonctionnement. Elle permet également de laisser passer le courant électrique que dans un seul sens.
A retenir :
Une diode est un dipôle électrique qui laisse passer le courant électrique lorsqu’elle est branchée dans le sens passant. Branchée en sens inverse elle bloque le courant, on dit alors qu’elle est bloquée.
Il existe une diode particulière, qui émet de la lumière colorée lorsqu’elle est branchée dans le sens passant, on appelle cela des DEL (comme diode électroluminescente).
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M
+ G -
Diode électroluminescente
3) Quel est le sens conventionnel du courant électrique ? TP démarche d'investigation
Correction du compte rendu de TP
Titre : Le sens conventionnel du courant électrique
Objectif du TP : déterminer par l'expérience le sens conventionnel du courant électrique.
Hypothèse : On suppose que le courant électrique circule de la borne + du générateur vers la borne -.
Expérience :
Observation : La DEL est allumée.
Interprétation :
La DEL est allumée donc elle es branchée dans son sens passant.
Conclusion :
Le courant électrique circule donc de la borne + du générateur vers la borne -.
A retenir :
Dans un circuit électrique, le courant électrique circule de la borne + du générateur vers la borne -.
On parle de sens conventionnel car il a été fixé arbitrairement par le physicien français André-Marie Ampère.
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