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Dernière modification le 7 juin 2016, à 21:01

Circuit électrique

Voir l’article homonyme Pour l’article homonyme, voir : Court-circuit.
Un circuit électrique à partir d'une pile
Le schéma d'un circuit électrique simple. Ici le circuit est fermé.

Un circuit électrique est un circuit constitué d'éléments conducteurs reliés entre eux.

Le circuit est composé :

  • d'un générateur d'électricité (pile ou secteur) avec un pôle + et un pôle -
  • de fils conducteurs de l'électricité reliés aux deux pôles du générateur
  • d'un ou plusieurs récepteurs (par exemple des lampes ou des moteurs) reliés aux fils conducteurs

Si dans le circuit un contact est rompu le circuit est dit ouvert. Si tous les éléments du circuit sont reliés sans rupture, le circuit est dit fermé et le courant électrique passe, il est alors capable d'alimenter les lampes qui donnent la lumière ou de mettre en action les moteurs.

Dans un circuit électrique, le courant circule de la borne positive (+) vers la borne négative (-), c'est le sens conventionnel du courant électrique dans un circuit tel qu'il a été défini au XIX° siècle. Pour qu'un circuit électrique fonctionne il faut un générateur. C'est un appareil qui donne l'énergie qui permet au courant de circuler.


Circuit dans lequel tous les dipôles sont en sérieModifier

CaractéristiquesModifier

Lorsque les éléments conducteurs d’un circuit électrique sont reliés entre eux de manière à former une seule boucle, on dit qu’ils sont branchés en série. On parle alors parfois de circuit en série ou de circuit en boucle.

Circuit électrique en série.png

Dans un circuit en série :

  • l’ordre des dipôles n’a aucune influence c’est pourquoi il est possible de les inverser. La boucle sera toujours présente et le parcours du courant restera le même.
  • le nombre de composants électriques a une influence : Pour une même tension d'alimentation, plus le circuit électrique comporte de récepteurs plus le courant qui les traverse est faible : les lampes brillent moins, les moteurs tournent au ralenti.
  • quand un appareil tombe en panne, le courant électrique ne peut plus circuler dans la boucle et les autres ne fonctionnent plus : les composants sont dépendants les uns des autres.

IntensitéModifier

Dans un circuit en série, l’intensité du courant qui traverse les composants électriques est la même partout.

C’est la loi d’unicité de l’intensité : « L’intensité du courant électrique a la même valeur en tout point d’un circuit en série »

Circuit électrique en série - Intensité.png

Comme l’ordre des dipôles n’a pas d’influence dans un circuit en série, l’intensité dans ce type de circuit est indépendante de l’ordre des composants électriques. C'est çà cause de cette propriété que les interrupteurs sont toujours en série avec les appareils qu'ils permettent d'arrêter ou de faire fonctionner.

TensionModifier

Lorsqu’on mesure la tension dans un circuit où tous les dipôles sont en série, on constate que celle qui est imposée par le générateur et qu'elle se répartit aux bornes des différents récepteurs.

C'est la loi d’additivité des tensions : « La tension aux bornes d’un ensemble de dipôles branchés en série est égale à la somme des tensions aux bornes de chaque dipôle. »

Circuit électrique en série - Tension.png

Court-circuit par un filModifier

Lorsqu’on court-circuite un dipôle dans un circuit en série, celui-ci va cesser de fonctionner. Le composant électrique ne fait alors plus partie de la boucle du circuit. On forme alors une nouvelle boucle sans ce composant. Le courant passe par le fil et les autres dipôles fonctionnent de manière beaucoup plus importante : le moteur tourne plus vite, la lampe a un éclat plus fort…

Circuit électrique en série - Court circuit.png

Attention il ne faut jamais court-circuiter un générateur, il y a un risque d'incendie !

Circuit en dérivationModifier

CaractéristiqueModifier

Lorsque qu’un circuit électrique contient plusieurs boucles reliées au même générateur, on parle de circuit en dérivation ou de circuit parallèle. La branche dite principale est celle qui contient le générateur (en bleu sur le schéma). Les branches appelées branches secondaires sont celles qui contiennent les autres composants électriques (en violet). Les points de jonctions entre ces deux types de branches sont des nœuds (en vert). On dit qu’un dipôle est branché en parallèle ou en dérivation d’un autre composant lorsqu’il est relié à ses bornes (ici la lampe est en dérivation par rapport au moteur).

C'est comme cela que sont branchés tous les appareils que l'on utilise dans une maison. Ils sont tous en parallèle ou en dérivation avec le compteur. Ils ont tous la même tension à leur bornes

Circuit électrique en dérivation.png

Dans un circuit en dérivation :

  • quand un appareil tombe en panne, les autres continuent à fonctionner : les composants sont indépendants les uns des autres.
  • le nombre de composants électriques n’a quasiment aucune influence sur la tension. Si deux dipôles sont branchés en dérivation, ils fonctionnent exactement de la même manière.Cependant l'ensemble appelle plus de courant.

IntensitéModifier

Lorsqu’on mesure l’intensité dans un circuit en dérivation, on constate que l’intensité qui traverse le générateur correspond à la somme des intensités dans les différentes branches du circuit.

C’est la loi d’additivité de l’intensité : « l'intensité du courant dans la branche principale d'un circuit comportant des dérivations est égale à la somme des intensités dans les branches dérivées». C'est pour cette raison que si l'on branche trop d'appareils en même temps, on peut dépasser le courant maximum qui peut être donné par le compteur et celui ci disjoncte.

Circuit électrique en dérivation - Intensité.png


TensionModifier

Dans un circuit en dérivation, la tension aux bornes des différents composés est la même partout.

C'est la loi d’unicité des tensions : « Les tensions aux bornes de dipôles branchés en dérivation sont égales »

Circuit électrique en dérivation - Tension.png

Attention, dans une même branche, les composants électriques peuvent être placés en série.

Dans ce cas, on aura d'abord la loi d’additivité des tensions U1 = U' + U" puis la loi d’unicité des tensions dans U = U1 = U2

Circuit électrique en dérivation avec 2 composants en série- Tension.png

Dans une maison c'est très rare. Souvent ce sont les interrupteurs et les fusibles qui sont en série avec les appareils que l'on utilise

Court-circuit par un filModifier

Lorsqu’on court-circuite un dipôle dans un circuit en dérivation, l’ensemble des branches secondaires cessent de fonctionner. En effet, le courant va choisir le chemin le plus facile, celui où il aura le moins d’effort à fournir. Le circuit ne comporte alors plus qu’une seule boucle, à savoir le générateur et des fils.

Circuit électrique en dérivation - Court circuit.png

Attention, cela peut devenir très dangereux et risque de causer des incendies !

SourcesModifier

Voir aussiModifier


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