La boucle du courant

En une phrase

Un circuit électrique, c'est une boucle : la pile, les fils et la lampe forment une chaîne fermée, sans trou. Pour que la lampe brille, il faut que le tour soit complet, de la pile à la lampe et retour à la pile. Si on coupe la boucle n'importe où, la lampe s'éteint.

Comprendre

Pour allumer une lampe avec une pile, il ne suffit pas de les poser côte à côte : il faut les relier par des fils de façon à former une boucle fermée. Le courant électrique part d'une borne de la pile, traverse les fils et la lampe, puis revient à l'autre borne de la pile : c'est un circuit, c'est-à-dire un chemin qui fait le tour complet (le mot « circuit » veut dire « tour »). La lampe possède deux bornes : il faut relier l'une à un pôle de la pile et l'autre au second pôle, sinon la boucle n'est pas fermée et rien ne s'allume.

Un circuit électrique simple comprend toujours un générateur (ici la pile), qui fournit l'énergie, un ou plusieurs récepteurs (ici la lampe), qui l'utilisent, et des fils de connexion qui relient le tout. Si la boucle est interrompue en un seul endroit — un fil débranché, une borne mal serrée, un composant retiré — le courant ne peut plus circuler et la lampe s'éteint immédiatement, où que se trouve la coupure. Attention à une idée fausse : le courant n'est pas consommé au passage dans la lampe ; le même courant parcourt toute la boucle, et c'est l'énergie fournie par la pile qui, elle, est utilisée.

Tout ce chapitre se fait avec des piles, jamais avec le courant du secteur (les prises de la maison, 230 V), qui est très dangereux.

Le cours

Un circuit électrique est une boucle fermée dans laquelle un courant peut circuler. Pour allumer une lampe, on ne peut pas se contenter de la coller à la pile : il faut relier les deux bornes de la lampe aux deux bornes de la pile à l'aide de fils de connexion, de manière à former une chaîne fermée. Le courant part alors d'une borne de la pile, traverse un fil, puis la lampe, puis un autre fil, et revient à l'autre borne de la pile ; ce tour complet est le circuit.

Un circuit simple comporte trois sortes d'éléments : le générateur (la pile), qui fournit l'énergie électrique ; les récepteurs (comme la lampe ou le moteur), qui utilisent cette énergie et la transforment en lumière, en mouvement ou en chaleur ; et les fils de connexion, qui relient les dipôles entre eux. Pour que la lampe brille, la boucle doit être complète et sans interruption : il suffit de couper la chaîne en un seul point — débrancher un fil, retirer la lampe, desserrer une borne — pour que le courant cesse de circuler et que la lampe s'éteigne aussitôt, quelle que soit la position de la coupure. Une confusion courante consiste à croire que le courant « s'use » dans la lampe : ce n'est pas le cas, le même courant parcourt toute la boucle ; ce qui est utilisé, c'est l'énergie apportée par la pile.

Toutes ces expériences se réalisent avec des piles. Il ne faut jamais utiliser le courant du secteur (les prises électriques de la maison, sous 230 volts), qui est dangereux.

Les erreurs fréquentes

Un seul fil entre la pile et la lampe suffit pour l'allumer.

Il faut deux liaisons : chaque borne de la lampe doit être reliée à une borne de la pile pour fermer la boucle. Avec un seul fil, le tour n'est pas complet et la lampe reste éteinte.

Le courant s'use ou se consomme dans la lampe : il en revient moins à la pile.

Le courant n'est pas consommé au passage : le même courant parcourt toute la boucle. C'est l'énergie fournie par la pile qui est utilisée par la lampe, pas le courant lui-même.

Tu maîtrises la notion si…

• Expliquer qu'un circuit électrique est une boucle fermée et que la lampe ne brille que si la chaîne pile-fils-lampe-retour pile est ininterrompue.
• Identifier les éléments d'un circuit simple : générateur (pile), récepteur (lampe), fils de connexion.
• Prévoir qu'une coupure en un point quelconque de la boucle éteint la lampe, où qu'elle se produise.

Vérifie que tu as compris

1. Que faut-il pour qu'une lampe brille dans un circuit avec une pile ?

   Réponse Une boucle fermée reliant pile, fils et lampe

   Une lampe ne brille que si la chaîne pile-fils-lampe-retour à la pile forme une boucle fermée et ininterrompue. Un seul fil ne suffit pas : il faut relier les deux bornes de la lampe aux deux bornes de la pile.

2. Dans un circuit qui fonctionne, on débranche un seul fil. Pourquoi la lampe s'éteint-elle ?

   Réponse La boucle est coupée : le courant ne circule plus

   Débrancher un fil ouvre la boucle en un point. Or le courant a besoin d'une boucle complète pour circuler : une seule coupure suffit à l'empêcher partout, et la lampe s'éteint.

3. Quels sont les trois types d'éléments d'un circuit électrique simple ?

   Réponse Un générateur, un ou des récepteurs et des fils de connexion

   Un circuit simple comprend un générateur (la pile), qui fournit l'énergie, un ou plusieurs récepteurs (comme la lampe ou le moteur), qui l'utilisent, et des fils de connexion qui relient le tout en une boucle.