Le cours
1. Le circuit électrique
Un circuit électrique est une boucle dans laquelle circule le courant. Il comprend un générateur (la pile, qui fournit l'énergie), des récepteurs (la lampe, le moteur) et des fils de connexion.
Pour que le courant circule, le circuit doit être fermé (une boucle complète).
Une pile, une lampe et des fils formant une boucle fermée : la lampe s'allume.
2. Circuit ouvert, circuit fermé
Si la boucle est interrompue quelque part (un fil débranché, un interrupteur ouvert), le circuit est ouvert et le courant ne passe pas : la lampe s'éteint. Si la boucle est complète, le circuit est fermé et le courant circule.
L'interrupteur sert justement à ouvrir ou fermer le circuit.
Interrupteur ouvert → circuit ouvert → lampe éteinte ; interrupteur fermé → lampe allumée.
3. Conducteurs et isolants
Certains matériaux laissent passer le courant : ce sont les conducteurs (les métaux comme le cuivre). D'autres ne le laissent pas passer : ce sont les isolants (le plastique, le bois, le verre).
Les fils sont en métal (conducteur) entouré de plastique (isolant), pour la sécurité.
Le cuivre est conducteur ; le plastique est isolant.
4. Montages en série et en dérivation
On peut brancher plusieurs récepteurs de deux façons. En série, ils sont sur une seule boucle, l'un après l'autre. En dérivation (ou en parallèle), ils sont sur des boucles séparées. En série, si une lampe s'éteint, toutes s'éteignent ; en dérivation, elles sont indépendantes.
Les installations de la maison sont en dérivation.
En série, une lampe grillée éteint tout ; en dérivation, les autres restent allumées.
Pour approfondir ce chapitrefacultatif
Définitions clés
- Circuit électrique
- Un chemin fermé permettant au courant de circuler, reliant une source d'énergie (pile) à des récepteurs (lampe, moteur).
- Conducteur / Isolant
- Un conducteur laisse passer le courant (métaux) ; un isolant ne le laisse pas passer (plastique, verre, bois sec).
- Montage en série
- Les composants sont branchés l'un après l'autre : si l'un est retiré, le circuit est ouvert et tout s'arrête.
- Montage en dérivation
- Les composants sont branchés en parallèle : chacun forme sa propre boucle, indépendante des autres.
Explications détaillées
Série ou dérivation : une différence pratique
En série, les lampes se partagent la tension : elles brillent moins. Si l'une grille, tout s'éteint (comme les vieilles guirlandes de Noël).
En dérivation, chaque lampe reçoit la même tension et brille à plein. Si l'une grille, les autres restent allumées. C'est pourquoi toutes les installations électriques des habitations sont en dérivation.
Sécurité électrique
Le courant électrique est dangereux : il peut provoquer des électrocutions et des incendies. Règles essentielles : ne jamais toucher les fils dénudés, ne pas introduire d'objets dans les prises, éviter l'eau près des appareils, couper le courant avant toute intervention. À l'école, on travaille avec de faibles tensions sans risque.
Méthode pas à pas
Lire et réaliser un schéma de circuit
- Repérer les symboles normalisés : pile, interrupteur, lampe, moteur, fil.
- Vérifier que le circuit est fermé (une boucle complète).
- Identifier le montage (série : une seule boucle ; dérivation : plusieurs boucles).
- Réaliser le circuit en suivant le schéma, fil par fil.
Exemple corrigé pas à pas
Identifier un montage
Deux lampes A et B sont branchées sur une pile. Quand on retire A, B reste allumée. Quel est le montage ?
- En série, retirer A ouvrirait le circuit et B s'éteindrait.
- Mais B reste allumée quand A est retirée.
- Donc chaque lampe a sa propre boucle, indépendante.
- Conclusion : c'est un montage en dérivation.
Erreurs fréquentes à éviter
- Croire qu'un circuit peut fonctionner avec un seul fil.Il faut une boucle complète : le courant doit pouvoir circuler de la borne + à la borne − de la pile.
- Confondre conducteur et isolant (le bois est toujours conducteur).Le bois sec est isolant ; mouillé, il peut conduire. Les métaux sont conducteurs.
- Penser que toutes les maisons sont câblées en série.Les habitations sont en dérivation : chaque pièce/appareil fonctionne indépendamment.
Pour aller plus loin
De la pile aux réseaux électriques
La pile de Volta (1800) fut la première source de courant continu. Aujourd'hui, le courant domestique est alternatif (la tension change de sens 50 fois par seconde). Les principes du circuit restent les mêmes, mais à l'échelle des réseaux électriques, les puissances et les tensions sont immenses.
Ce qu'il faut absolument retenir
Ce qu'il faut absolument retenir
- Un circuit électrique est une boucle avec un générateur (pile), des récepteurs (lampe…) et des fils.
- Le courant circule seulement si le circuit est fermé (boucle complète) ; ouvert, le courant ne passe pas.
- Conducteurs (métaux comme le cuivre) laissent passer le courant ; isolants (plastique, bois, verre) non.
- Montage en série : récepteurs sur une seule boucle (si l'un s'éteint, tous s'éteignent).
- Montage en dérivation (parallèle) : récepteurs sur des boucles séparées et indépendants ; c'est le cas dans les maisons.
Vérifie ta compréhension
Exercice 1Pour que le courant circule, le circuit doit être…
Le courant ne circule que si le circuit est fermé (la boucle est complète).
Exercice 2Lequel de ces matériaux est un conducteur ?
Le cuivre (un métal) est conducteur ; plastique, bois et verre sont isolants.
Exercice 3Dans un montage en série, que se passe-t-il si une lampe grille ?
En série, tout est sur une seule boucle : si une lampe grille, le circuit est coupé et toutes s'éteignent.
Exercice 4Dans un montage en dérivation, les récepteurs sont indépendants les uns des autres.
Vrai : en dérivation, chaque récepteur est sur sa propre boucle ; l'un peut s'éteindre sans affecter les autres.
Exercice 5Explique le rôle d'un interrupteur dans un circuit.
L'interrupteur permet d'ouvrir ou de fermer le circuit : ouvert, il interrompt la boucle et le courant ne passe plus (récepteur éteint) ; fermé, il rétablit la boucle et le courant circule (récepteur allumé).
L'essentiel en images
