Électricité — circuits et courant en 5ème
Cours complet, points clés à retenir et exercices d'entraînement de électricité — circuits et courant pour les élèves de 5ème. Conforme au programme officiel.
Réviser notion par notion
Ce que tu vas réviser
- Circuit électrique simple : générateur, récepteur, interrupteur
- Conducteurs et isolants
- Intensité du courant (ampère, ampèremètre)
- Tension électrique (volt, voltmètre)
- Loi d'Ohm (introduction)
- Circuits en série et en dérivation
- La sécurité électrique
Circuit électrique simple
Un circuit électrique est un chemin fermé par lequel l'électricité peut circuler. Il est composé d'un générateur (pile ou batterie), de récepteurs (ampoule, moteur), d'un interrupteur et de fils conducteurs.
Exemple
Une lampe de poche : la pile est le générateur, l'ampoule est le récepteur, le bouton est l'interrupteur, et les fils relient tout ensemble.
À retenir : Pour que l'électricité circule, le circuit doit être fermé et complet.
Conducteurs et isolants
Un conducteur laisse passer l'électricité facilement (comme le cuivre ou l'aluminium). Un isolant empêche l'électricité de passer (comme le plastique ou le caoutchouc).
Exemple
Les fils électriques sont en cuivre (conducteur) recouvert de plastique (isolant) pour notre sécurité.
À retenir : Les métaux sont conducteurs, les matières plastiques et le caoutchouc sont isolants.
Intensité du courant électrique
L'intensité du courant mesure la quantité d'électricité qui circule dans un circuit. Elle s'exprime en ampères (A) et se mesure avec un ampèremètre branché en série.
Exemple
Une ampoule LED consomme environ 0,1 A, tandis qu'un grille-pain consomme environ 10 A.
À retenir : L'intensité se mesure en ampères (A) avec un ampèremètre placé en série dans le circuit.
Tension électrique
La tension électrique est la force qui pousse l'électricité à circuler dans le circuit. Elle s'exprime en volts (V) et se mesure avec un voltmètre branché en dérivation.
Exemple
Une pile AA fournit 1,5 V, une batterie de voiture fournit 12 V, et le courant domestique fournit 230 V.
À retenir : La tension se mesure en volts (V) avec un voltmètre placé en dérivation aux bornes du récepteur.
Loi d'Ohm introduction
La loi d'Ohm établit une relation entre la tension, l'intensité et la résistance : plus la tension augmente, plus l'intensité augmente. La formule est $U = R \times I$ où U est la tension en volts, I l'intensité en ampères, et R la résistance en ohms.
Exemple
Si tu augmentes la tension d'une pile, l'ampoule brille plus fort car l'intensité augmente.
À retenir : La tension, l'intensité et la résistance sont liées par la formule $U = R \times I$.
Circuits en série
Dans un circuit en série, tous les récepteurs sont branchés les uns après les autres sur le même fil. Si un récepteur s'éteint, tout le circuit s'arrête.
Exemple
Les anciennes guirlandes de Noël : si une ampoule casse, toute la guirlande s'éteint.
À retenir : En série, les récepteurs sont alignés et si l'un casse, le circuit entier s'arrête.
Circuits en dérivation
Dans un circuit en dérivation, les récepteurs sont branchés sur des fils parallèles. Chaque récepteur a son propre chemin, donc si l'un s'éteint, les autres continuent de fonctionner.
Exemple
Les prises électriques de ta maison : tu peux éteindre une lampe sans éteindre la télévision.
À retenir : En dérivation, chaque récepteur a son propre chemin et fonctionne indépendamment.
Sécurité électrique
La sécurité électrique consiste à respecter des règles pour éviter les accidents : ne pas toucher les fils dénudés, ne pas utiliser d'appareils électriques mouillés, utiliser des disjoncteurs et des fusibles.
Exemple
Tu ne dois jamais mettre tes doigts dans une prise électrique ou utiliser un sèche-cheveux près de la baignoire.
À retenir : L'électricité peut être dangereuse : respecte les règles de sécurité pour éviter les chocs et les incendies.
Les points clés
- Un circuit électrique doit être fermé pour que l'électricité circule
- L'intensité se mesure en ampères avec un ampèremètre en série
- La tension se mesure en volts avec un voltmètre en dérivation
- En série, si un récepteur casse, tout s'arrête ; en dérivation, chacun fonctionne indépendamment
- Les conducteurs laissent passer l'électricité, les isolants la bloquent
- La loi d'Ohm relie tension, intensité et résistance : $U = R \times I$
- L'électricité est dangereuse : respecte les règles de sécurité
L'essentiel
Un circuit électrique simple comprend un générateur, des récepteurs, un interrupteur et des conducteurs ; l'électricité circule seulement si le circuit est fermé, et la tension, l'intensité et la résistance sont liées par la loi d'Ohm.
Exercices d'entraînement
Entraîne-toi sur ces exercices, puis fais-toi corriger pas à pas par le tuteur.
Exercice 1
Tu as une pile de 9 V, une ampoule et un interrupteur. Dessine un circuit en série. Puis explique ce qui se passe si tu branches l'ampoule directement sur les deux bornes de la pile sans interrupteur.
Corrige cet exercice avec le tuteur →Exercice 2
Dans ta maison, tu as trois lampes branchées sur le même circuit en dérivation. L'une d'elles casse. Que se passe-t-il pour les deux autres ? Explique pourquoi c'est mieux qu'un circuit en série.
Corrige cet exercice avec le tuteur →