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LE CIRCUIT ELECTRIQUE

I. Les dipôles

Une lampe, une pile, un interrupteur, un moteur… possèdent deux bornes (une entrée et une sortie) : ce sont des dipôles.

Il existe deux types de dipôles :
- les générateurs : ils produisent un courant électrique (piles, accumulateurs, panneaux solaires)
- les récepteurs : ils utilisent le courant électrique (lampe, moteurs…)

Ces dipôles sont représentés par des symboles.

Un circuit électrique simple forme une boucle comportant plusieurs dipôles reliés par des fils de connexion.

Un circuit électrique comporte souvent un interrupteur. Un interrupteur permet d’ouvrir et de fermer un circuit électrique sans avoir à toucher aux fils de connexion.

II. Fonctionnement d’un circuit

Pour qu’un courant électrique puisse s’établir, il faut que :
- celui-ci comporte un générateur
- tous les dipôles forment une boucle ininterrompue
- l’interrupteur, s’il y’en a, soit en position « fermé »

Remarque : dans un circuit ne comportant qu’une boucle, l’ordre des dipôles n’a pas d’importance.

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LOIS DES TENSIONS DANS UN CIRCUIT EN DERIVATION

La tension électrique caractérise la différence d’état électrique entre deux points. Notée « U », elle se mesure avec un voltmètre branché en dérivation avec le dipôle. L’unité de tension est le volt, de symbole « V ».

Pour observer un résultat positif sur le voltmètre il faut que le courant entre par la borne « V » et sorte par la borne « com ».

Remarque : la tension aux bornes d’un fil de connexion ou d’un interrupteur fermé est nulle, alors que tous deux sont traversés par un courant.

Pour une pile ou un interrupteur ouvert, l’intensité est nulle, alors qu’il y a une tension.

Lorsque l’on mesure la tension aux bornes des dipôles placés en dérivation, on observe que les tensions aux bornes de dipôles branchés en dérivation sont égales : c’est la loi d’unicité de la tension.

U=U1=U2

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Tension continue tension alternative

Rappel : une diode est un dipôle qui laisse passer le courant uniquement dans un sens. Une DEL (diode électroluminescente) est une diode qui brille lorsque le courant passe.

Nous remarquons que seul la DEL branchée dans le sens passant brille, l’autre restant constamment éteinte avec une pile.

Une pile délivre donc un courant continue.

Un GTBF délivre une tension du courant qui est tantôt positive, tantôt négative, on dit que la tension est alternative.

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CARACTERISTIQUES D’UNE TENSION SINUSOÏDALE

Branchons un voltmètre aux bornes d’une pile, il indique une valeur constante. La pile est un générateur de tension continue .
Branchons un oscilloscope aux bornes d’un GBF (générateur basse fréquence), nous remarquons que la valeur de la tension est différente à chaque instant. Traçons la tension en fonction du temps.

Cette courbe est constituée d’un motif élémentaire qui se répète au bout d’un temps T appelé́ période. On dit que la tension est périodique.

La fréquence f est définie par f=1/T. f se mesure en Hertz (Hz) et T en seconde (s)

Umax est la valeur maximale de la tension, elle se repère au sommet de la courbe.
Umin est la valeur minimale de la tension, elle se repère au plus bas de la courbe.

La tension efficace est définie par :

U_eff=U_max/√2

Ueff étant la tension efficace mesurée par le voltmètre (en mode alternatif). Les valeurs des tensions portées sur les appareils qui fonctionnent en courant alternatif sont des valeurs efficaces.

Conclusion : la tension aux bornes d’un GBF est :
-Variable au cours du temps
-Alternativement positive et négative, ce qui correspond à un changement de signe aux bornes du générateur
-Sinusoïdale
-Caractérisé par sa période T (ou sa fréquence f) et sa tension maximale.

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LES PILES


Une pile est constituée de trois éléments :
 De deux lames métalliques (les métaux doivent êtres différents)
 D’une solution aqueuse

Lorsque nous fermons le circuit, une réaction chimique se produit.

Lors du fonctionnement, la pile transforme l’énergie chimique des réactifs en énergie électrique transférée au circuit.

On utilise la pile comme source d’énergie électrique.