Qu’est-ce qu’un circuit électrique ?
Pour que les électrons puissent circuler, il leur faut un circuit fermé. Un circuit électrique fournit un chemin complet et fermé pour l’électricité. Les éléments d’un circuit sont constitués d’une charge ou d’une résistance, de fils et d’un interrupteur. La source d’énergie peut être une batterie, un thermocouple, une cellule photoélectrique ou un générateur électrique. La charge est la partie du circuit qui utilise l’énergie. La charge du circuit offre toujours une certaine résistance au flux d’électrons. En conséquence, l’énergie est convertie en chaleur, en lumière ou en énergie mécanique. L’interrupteur est un circuit électrique utilisé pour empêcher le flux d’électrons. On appelle cela un circuit ouvert
Il existe deux types de circuits électriques, le circuit en série et le circuit en parallèle.
Circuit en série
Un circuit en série il n’y a qu’un seul chemin pour que les électrons circulent (voir image du circuit en série). Le principal inconvénient d’un circuit en série est que s’il y a une coupure dans le circuit, tout le circuit est ouvert et aucun courant ne circule. Un exemple de circuit en série serait les lumières de nombreux arbres de Noël bon marché. Si une lumière s’éteint, toutes les autres le feront.
Circuit parallèle
Dans un circuit parallèle, les différentes parties du circuit électrique sont sur plusieurs branches différentes. Il y a plusieurs chemins différents que les électrons peuvent emprunter. S’il y a une rupture dans une branche du circuit, les électrons peuvent toujours circuler dans les autres branches (voir image du circuit parallèle). Votre maison est câblée en circuit parallèle, donc si une ampoule s’éteint, l’autre restera allumée.
Circuits électriques dans votre maison
Dans votre maison, vous remarquerez que la plupart des prises ont 3 broches. Connectés à la prise, il y a trois fils. Deux des fils sont parallèles l’un à l’autre et ont une différence de potentiel de 120 volts aux États-Unis, en Europe la différence de potentiel est de 220 volts. Le troisième fil est relié à la terre. Un fil relié à la terre fournit le chemin le plus court pour les électrons vers la terre. Ce troisième fil ne transporte aucun courant. Ce fil est simplement un dispositif de sécurité contre les courts-circuits. On parle de court-circuit lorsqu’un accident se produit et que l’électricité emprunte un chemin plus court dans le circuit. Ces circuits ont moins de résistance et donc plus de courant. Si le fil à haut potentiel touche l’autre surface métallique d’un appareil, l’ensemble de l’appareil consommera du courant et donnera un choc à la personne qui le touchera. Le fil de terre ayant un circuit plus court fournit une fonction de sécurité, donc au lieu que le courant circule dans l’appareil, il circulera vers la terre.
Fonctions de sécurité du circuit – fusibles et disjoncteurs
Votre maison ne permet qu’une certaine utilisation de l’électricité à la fois. Selon le câblage, certaines maisons peuvent permettre jusqu’à 150 ampères d’entrer dans toute la maison à la fois, Ceci est divisé entre de nombreux circuits. Le circuit moyen dans une maison est de 15 ou 20 ampères. Un courant plus important circulant dans les fils les fera chauffer et pourrait déclencher un incendie. Il est donc nécessaire d’avoir des dispositifs qui arrêtent le flux d’électrons lorsque le courant devient trop élevé. Un fusible est un dispositif courant dans de nombreux foyers. À l’intérieur du fusible se trouve une minuscule bande de métal. Lorsque le courant qui le traverse est trop élevé, la fine bande fond et cela entraîne la rupture du circuit.
Les fusibles ont l’inconvénient de devoir être remplacés une fois qu’ils sont grillés. Une meilleure solution est d’utiliser ce que l’on appelle un disjoncteur. Un disjoncteur possède un interrupteur qui s’ouvre lorsque le courant est trop élevé. Cela empêche toute circulation de courant. L’interrupteur peut être fermé manuellement une fois que la quantité de courant utilisée a diminué. Par exemple, lorsque vous allumez trop d’appareils électroniques dans votre maison et que le courant dépasse 15 ampères, le disjoncteur se ferme
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