Circuit électrique en série

I. Définition

• Circuit en série : c'est un circuit électrique constitué de fils et de composés électriques ne formant qu'une seule boucle (ou maille).

• Exemple : les circuits électriques abordés dans la fiche de cours suivante sont des circuits en série puisqu'ils n'ont qu'une seule boucle :

  Le circuit électrique

II. Composés électriques

• En plus de ceux abordés dans la fiche de cours précédente, les composés électriques suivants peuvent être introduits :

• Remarque : l'intérêt de la diode sera vu par la suite dans la présente fiche.

III. Le circuit série

1. Exemple de circuits en série et de circuit non en série

• Les deux premiers circuits ne contiennent qu'une boucle chacun, ils sont donc en série.

• En revanche, le deuxième circuit contient deux boucles, il n'est donc pas en série mais en dérivation.

2. Influence sur le circuit de l'ordre des dipôles

• Dans le circuit suivant, nous allons utiliser deux lampes différentes : une lampe $L_1$ et une lampe $L_2$ qui brille davantage.

• Faisons le circuit électrique suivant, constitué d'un générateur, de la lampe $L_1$, puis de la lampe $L_2$ :

• Comme prévu, la lampe $L_2$ brille plus fort que la lampe $L_1$.

• Que se passe-t-il si on permute la position des deux lampes ? On observe ceci :

• C'est toujours la lampe $L_2$ qui brille le plus.

• Propriété : dans un circuit en série, l'ordre de disposition des dipôles n'a pas d'influence sur le circuit.

3. Influence du nombre de dipôle

• Nous allons maintenant réaliser un circuit contenant un générateur et une lampe, puis rajouter une, puis deux lampes, pour voir si le nombre de lampe modifie le fonctionnement du circuit. Nous prendrons des lampes qui éclairent toutes les trois de la même manière.

• Maintenant, rajoutons une deuxième lampe (identique donc à la précédente) :

• On constate que s'il on ajoute une deuxième lampe, les deux lampes brillent moins intensément que lors du premier montage.

$\circ\quad$ Ajoutons maintenant une troisième lampe :

• Sur cette troisième expérience, les lampes brillent encore moins que pour la deuxième.

• Dans la première expérience, la lampe prend toute l'énergie électrique fournie par le générateur. En rajoutant une lampe, chaque lampe se partage équitablement l'énergie fournie. Enfin, en ajoutant une troisième lampe, chaque lampe reçoit un tiers de l'énergie fournie par le générateur. Ainsi, plus on rajoute de dipôles, moins il y a d'énergie pour chacun de ces dipôles.

• Propriété : dans un circuit en série, le nombre de dipôle a une influence sur le fonctionnement du circuit.

IV. Conducteurs et isolants

• Définitions :

  $\circ\quad$ Le conducteur est un matériau qui conduit le courant électrique ;

  $\circ\quad$ L'isolant est un matériau qui ne conduit pas le courant électrique.

• Exemples :

  $\circ\quad$ Conducteurs : les métaux, l'eau salée, l'eau du robinet, le corps humain, un interrupteur fermé ;

  $\circ\quad$ Isolants : le verre, l'air, le plastique, l'eau pure, un interrupteur ouvert.

• Cas de la lampe dévissée : reprenons le circuit générateur - lampe - lampe. Que se passe-t-il si on dévisse une des lampes ?

  

  $\circ\quad$ Si on dévisse une lampe, la deuxième lampe s'éteint.

  $\circ\quad$ Ainsi, une lampe dévissée ou grillée transforme le circuit fermé en circuit ouvert.

  $\circ\quad$ Une lampe grillée se comporte donc comme un isolant.

V. Le sens conventionnel du courant

• Dans un circuit électrique, il existe un sens de déplacement du courant électrique.

• Avec une expérience simple, on va montrer que ce sens (dit sens conventionnel) existe. Pour cela, nous allons utiliser un dipôle que nous avons vu au début du cours : la diode.

• Définition : la diode est un composé électrique qui permet de stopper ou de laisser passer le courant électrique suivant le sens dans lequel elle est disposée.

• Schématisation : utilisation d'une diode en prenant un sens arbitraire pour le courant électrique.

  

• Nous allons reprendre le circuit générateur - lampe et y ajouter une diode. Si l'allumage de la lampe dépend de l'orientation de la diode alors on aura montré qu'il existe un sens de circulation pour le courant électrique.

• Observation :

  

• Ces deux expériences nous montrent qu'il existe un sens de déplacement du courant électrique.

• Remarque : le comportement d'une diode ressemble à celui d'un interrupteur suivant son sens de branchement.

• Sens conventionnel du courant :

  Dans un circuit, le courant électrique circule de la borne $+$ à la borne $-$ du générateur.

VI. Les dangers de l'électricité

• L'électrisation désigne le passage du courant électrique à travers le corps humain.

• Lorsque l'électrisation provoque le décès, on parle alors d'électrocution.

• Il a été vu que pour que le courant électrique passe dans le circuit, il fallait qu'il aille de la borne $+$ à la borne $-$ du générateur. C'est la même chose pour l'électrisation : la source de courant fonctionne comme la borne $+$ d'un générateur, le corps humain comme le circuit et la terre comme la borne $-$. Le courant électrique va donc traverser le corps humain pour aller à la terre.

• Conséquences de l'électrisation :

  $\circ\quad$ Brûlures ;

  $\circ\quad$ Contraction des muscles ;

  $\circ\quad$ Destruction des cellules du corps humain ;

  $\circ\quad$ Décès.

_{= Merci à Skops pour avoir contribué à l'élaboration de cette fiche =}