2. Le matériel électrique de base au collège

1) Les piles et générateurs

Dans un circuit, la pile a pour rôle de produire un courant électrique.

Il existe diverses sortes de piles : piles rondes, piles plates, piles boutons…
Il existe différents types de piles : piles salines, piles alcalines, piles à hydrogène, accus rechargeables Ni-Cd, accus rechargeables Ni-MH, batteries au Plomb et batteries Li-ion…

Cependant, toutes les piles possèdent deux bornes :
– Une borne positive repérée par le symbole +
– Une borne négative repérée par le symbole –

Les piles font partie d’une famille de dipôles appelés générateurs.

Définition de générateur : Un générateur est dipôle ou un appareil capable de produire et de faire circuler un courant électrique dans un circuit électrique.

Exemple de générateurs : les batteries, les dynamos, les alternateurs (présents dans les centrales électriques et dans les éoliennes), les panneaux solaires.
Dans une certaine mesure on peut considérer qu’une prise de secteur joue le rôle d’un générateur.

Par opposition aux générateurs on considère que tous les autres dipôles sont des récepteurs.

Définition d’un récepteur : un récepteur est un dipôle ou un appareil qui reçoit du courant électrique.

Exemples de récepteurs : les lampes, les interrupteurs, les moteurs.

2) Les lampes

On utilise au collège des lampes à incandescence.
Les lampes sont des dipôles dont les deux bornes sont le plot et le culot.
Elles produisent de la lumière grâce à leur filament constitué d’un métal (le tungstène) qui s’échauffe au passage du courant jusqu’à devenir incandescent.
Pour assurer le passage du courant électrique à travers la lampe, l’une des extrémités du filament est reliée par une tige métallique au culot tandis que l’autre est reliée au plot.

Schéma d’une lampe:

Remarque : Dans la vie courante, le mot « ampoule » désigne l’objet en entier alors que dans le vocabulaire scientifique, il correspond seulement à la partie en verre qui protège le filament et l’isole de l’air.

3) Les interrupteurs

L’interrupteur permet de commander le fonctionnement d’un circuit. Au collège, on utilise des interrupteurs simples à bascule ou à bouton poussoir, mais il existe de nombreux autres modèles plus ou moins complexes (magnétiques, électroniques, etc)

4) Le matériel pour réaliser une connexion

Réaliser une connexion consiste à relier un dipôle à un autre dipôle afin que le courant puisse circuler entre eux.
Dans un appareil électrique, les dipôles sont reliés entre eux à l’aide de fils électriques et de soudures et en électronique, on utilise des circuits imprimés.
Au collège, afin de faciliter la réalisation des circuits, on utilise des fils de connexion dont les extrémités sont dotées de fiches bananes.
Elles sont conçues pour s’enfoncer dans les douilles bananes qui constituent les bornes des dipôles utilisés.

– Connexion des piles plates.
Les piles plates n’ont cependant pas de douille banane et pour les connecter, il faut donc utiliser des pinces crocodiles qui se fixent sur les fiches bananes des fils de connexion.

– Connexion des lampes.
Les lampes également ne possèdent pas de douille banane. On les fixe sur des douilles à vis qui sont elles-mêmes fixées sur un support. Ce support à ses deux bornes constituées de douilles bananes reliées aux bornes de lampe.

Ce système de support est plus généralement utilisé pour les autres dipôles qui ne possèdent en général pas de douilles bananes.

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