Circuit en série : les composants du circuit
Circuit en série : les composants du circuit
Un circuit en série, c'est une seule boucle fermée où la pile, les lampes, l'interrupteur et les fils sont placés les uns à la suite des autres, comme des perles sur un même fil.
Objectifs
- Nommer les principaux composants d'un circuit électrique : pile, lampe, fils de connexion, interrupteur.
- Dire le rôle de chaque composant et reconnaître ses bornes.
- Connaître le symbole normalisé de chaque composant pour dessiner un schéma.
- Reconnaître un circuit en série et prévoir ce qui se passe quand on ouvre la boucle.
1. La pile : le générateur
La pile est un générateur : elle fournit le courant électrique au circuit. Elle possède deux bornes différentes : la borne positive (\(+\)) et la borne négative (\(-\)).
- Sur une pile ronde, la borne \(+\) est le petit bouton en relief, la borne \(-\) est la face plate de l'autre côté.
- Sur une pile plate, la borne \(+\) est la lamelle courte et la borne \(-\) est la lamelle longue.
Hors de la pile, le courant circule de la borne \(+\) vers la borne \(-\), en passant par tous les autres composants.
2. La lampe : un récepteur
La lampe est un récepteur : elle utilise le courant fourni par la pile. Une lampe de poche comporte plusieurs parties :
- l'ampoule en verre, qui protège le filament ;
- le filament, un fil métallique très fin qui chauffe et brille quand le courant le traverse ;
- le culot, la partie métallique vissée : c'est une des deux bornes ;
- le plot, le petit bout de métal tout en bas : c'est l'autre borne.
Le courant entre par une borne, traverse le filament et ressort par l'autre borne. À toi : place le nom de chaque partie sur la lampe.
Il existe d'autres récepteurs : le moteur (qui fait tourner un petit ventilateur), la sonnerie, la DEL (diode électroluminescente)…
Quelle partie de la lampe brille quand le courant passe ?
3. Les fils de connexion et l'interrupteur
Les fils de connexion relient les composants entre eux. À l'intérieur, il y a du métal (souvent du cuivre) qui laisse passer le courant ; autour, une gaine en plastique qui protège et isole.
L'interrupteur permet d'ouvrir ou de fermer le circuit sans débrancher les fils :
- interrupteur fermé : la boucle est complète, le courant circule, la lampe brille ;
- interrupteur ouvert : la boucle est coupée, le courant ne circule plus, la lampe s'éteint.
Pourquoi les fils de connexion sont-ils entourés de plastique ?
4. Les symboles et le schéma du circuit en série
- Pile : un grand trait fin (borne \(+\)) et un petit trait épais (borne \(-\)).
- Lampe : un cercle avec une croix à l'intérieur.
- Interrupteur ouvert : un trait incliné qui ne touche pas l'autre côté ; fermé : un trait continu.
- Fil de connexion : un trait droit. On dessine les fils bien droits, avec des angles droits.
Construisons pas à pas le schéma d'un circuit en série avec une pile, deux lampes et un interrupteur.
On part de la borne + de la pile et on relie la première lampe avec un fil.
On ajoute la deuxième lampe à la suite de la première, puis un fil qui descend.
On revient vers la borne − de la pile en passant par l'interrupteur, ici fermé : la boucle est complète.
Il n'y a qu'un seul chemin : le courant sort par la borne +, traverse les deux lampes l'une après l'autre et revient par la borne −.
Exemple résolu : la guirlande de Kofi
Kofi branche en série une pile plate, deux lampes et un interrupteur fermé : les deux lampes brillent. Il dévisse la lampe 1. Que se passe-t-il pour la lampe 2 ? Cherche d'abord.
Voir la solution
La lampe 2 s'éteint aussi. En dévissant la lampe 1, Kofi a ouvert la boucle à cet endroit : comme il n'y a qu'un seul chemin, le courant ne circule plus nulle part. C'est comme une route unique coupée par un pont effondré : plus aucun véhicule ne passe.
Conséquence pratique : dans un circuit en série, une lampe grillée éteint toutes les autres.
Dans un circuit en série avec deux lampes, on ouvre l'interrupteur. Que se passe-t-il ?
Quel est le symbole normalisé d'une lampe ?
5. Erreurs fréquentes et sécurité
Récapitulatif
- La pile est le générateur : elle a une borne \(+\) et une borne \(-\).
- La lampe est un récepteur : ses deux bornes sont le culot et le plot ; le filament brille.
- Les fils de connexion conduisent le courant ; leur gaine en plastique isole.
- L'interrupteur ouvre ou ferme le circuit.
- Dans un circuit en série, tous les composants forment une seule boucle : si on l'ouvre à un endroit, plus rien ne fonctionne.
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