Dans un circuit électrique, le courant électrique circule dans un seul sens : de la borne positive vers la borne négative du générateur. Ainsi, le comportement de certains dipôles dépend du sens dans lequel ils sont branchés. Le courant électrique présente aussi plusieurs dangers, d'une part parce que le corps humain est un conducteur électrique et aussi en cas de court-circuit.
Le sens conventionnel du courant électrique
Dans un circuit électrique fermé, le courant circule du pôle + vers le pôle - à l'extérieur du générateur : c'est le sens conventionnel du courant. On le représente par une flèche (ou des flèches) placée sur les fils du circuit.
Représentation du sens conventionnel du courant électrique
Le sens dans lequel le courant électrique circule influence le comportement de certains dipôles. En effet, certains dipôles n'ont pas le même comportement en fonction des bornes utilisées par le courant pour entrer et sortir :
- Le moteur ne tourne pas dans le même sens suivant son sens de branchement.
- Les diodes et DEL (diodes électroluminescentes) laissent passer le courant dans un sens (le sens passant) et pas dans l'autre (le sens bloqué). Elles sont symbolisées par une flèche indiquant le sens dans lequel le courant peut passer.
Une diode ne laisse passer le courant que dans un seul sens.
Sens bloquant et passant d'une diode
Le symbole d'une diode indique dans quel sens elle laisse passer le courant électrique.
Symbole d'une diode et sens passant
Une diode électroluminescente, ou DEL, est une diode qui s'allume lorsqu'elle est traversée par un courant, donc quand elle est branchée dans son sens passant.
Dans le circuit suivant, la DEL est branchée dans son sens passant, elle émet donc de la lumière.
Les conducteurs et isolants électriques
Conducteur électrique
Un conducteur électrique est un élément qui laisse passer le courant électrique.
Les métaux sont tous de bons conducteurs électriques.
Isolant électrique
Un isolant électrique est un élément qui ne laisse pas passer le courant électrique.
Le bois est un isolant électrique.
Test de la conduction électrique
Pour vérifier si un élément est conducteur ou isolant, on l'intercale dans un circuit électrique fermé comportant une lampe.
- Si la lampe s'allume, alors l'élément testé est un conducteur électrique.
- Si la lampe reste éteinte, alors l'élément testé est un isolant électrique.
Pour tester si le matériau composant les lames d'une paire de ciseaux est un conducteur électrique, on réalise l'expérience suivante :
Test de la conduction électrique
- Un interrupteur fermé est considéré comme un conducteur.
- Un interrupteur ouvert est considéré comme un isolant.
Interrupteur
- Les métaux (fer, aluminium, cuivre, etc.) et le graphite (mine de crayon) sont les principaux conducteurs électriques.
- Les matières plastiques, le verre, le bois et l'air sont les principaux isolants électriques.
Les fils électriques sont composés du meilleur conducteur électrique : le cuivre, qui est un métal.
Les dangers de l'électricité
Le corps humain conducteur
Le corps humain est un conducteur électrique. Le passage du courant dans le corps d'une personne peut provoquer :
- Une électrisation : passage du courant dans le corps ne provoquant pas la mort de l'individu.
- Une électrocution : passage du courant dans le corps qui provoque la mort de l'individu.
Toucher des fils électriques dénudés peut être mortel.
Le court-circuit
Lorsqu'on relie les deux bornes d'un générateur par un fil électrique, ou n'importe quel bon conducteur, on provoque un court-circuit : beaucoup de chaleur est alors dégagée dans cette partie du circuit, ce qui peut provoquer un incendie et la destruction du générateur.
Lorsqu'on relie les deux bornes d'un générateur par des fils électriques et de la paille de fer, on observe que celle-ci s'enflamme vivement.
Court-circuit
Court-circuit
Le court-circuit est le phénomène qui se déroule lorsqu'on relie les deux bornes d'un dipôle directement avec des fils électriques ou des bons conducteurs électriques.
Dans le circuit schématisé ci-dessous, les deux bornes du moteur sont reliées par un fil électrique, il est donc en court-circuit.
Court-circuit
Lorsqu'un dipôle est en court-circuit, celui-ci ne fonctionne plus, car le courant électrique, qui prend le chemin le moins résistant, ne passe plus que par le fil qui court-circuite le dipôle en évitant celui-ci.
Le moteur étant court-circuité, le courant électrique ne le traverse plus : le moteur ne fonctionne plus.
Court-circuit
La prise électrique
La prise de la maison, ou prise secteur, possède trois bornes.
Prise électrique
On peut déterminer où se trouve la borne active d'une prise (la phase) grâce à un tournevis testeur (tournevis qui possède dans son manche une lampe) que l'on introduit dans les bornes femelles et qui s'éclaire lorsque la phase est détectée.
Tout contact avec une prise électrique est dangereux, car le courant électrique peut traverser le corps humain (qui est un conducteur électrique) et provoquer une électrisation (brûlures, lésions, etc.) ou même une électrocution (la mort).
Le courant électrique peut traverser le corps humain :
- Soit pour circuler de la borne active (la phase) vers la borne passive (le neutre).
- Soit pour circuler de la borne active (la phase) vers le sol.
