Un circuit très simple

Pièces et matériaux

• Batterie 6 volts
• Lampe à incandescence 6 volts
• Cavaliers
• Planche à pain
• Bornier

À partir de cette expérience, un multimètre est supposé être nécessaire et ne sera pas inclus dans la liste requise des pièces et des matériaux.

Dans toutes les illustrations suivantes, un multimètre numérique sera affiché à la place d'un compteur analogique, à moins qu'il n'y ait une raison particulière d'utiliser un compteur analogique.

Nous vous encourageons à utiliser les deux types de compteurs pour se familiariser avec le fonctionnement de chacun dans ces expériences.

Références croisées

Leçons En Circuits Électriques , Volume 1, chapitre 1 :« Concepts de base de l'électricité »

Objectifs d'apprentissage

• Configuration essentielle nécessaire pour faire un circuit
• Chutes de tension normales dans un circuit de fonctionnement
• Importance de la continuité sur un circuit
• Définitions fonctionnelles des circuits « ouverts » et « courts »
• Utilisation de la planche à pain
• Utilisation du bornier

Diagramme schématique

Illustrations

Créer un circuit simple

Il s'agit du circuit complet le plus simple de cette collection d'expériences :une pile et une lampe à incandescence.

Connectez la lampe à la batterie comme indiqué sur l'illustration, et la lampe doit s'allumer, en supposant que la batterie et la lampe sont toutes les deux en bon état et qu'elles correspondent l'une à l'autre en termes de tension.

S'il y a une « coupure » (discontinuité) n'importe où dans le circuit, la lampe ne s'allumera pas. Il ne pas peu importe où une telle rupture se produit !

Beaucoup d'étudiants supposent que parce que les électrons quittent le côté négatif (-) de la batterie et continuent à travers le circuit vers le côté positif (+), que le fil reliant la borne négative de la batterie à la lampe est plus important pour le fonctionnement du circuit que le autre fil fournissant un chemin de retour pour les électrons vers la batterie. Ce n'est pas vrai !

Mesure de la tension dans le circuit

À l'aide de votre multimètre réglé sur la plage de « volts CC » appropriée, mesurez la tension aux bornes de la batterie, de la lampe et de chaque fil volant.

Familiarisez-vous avec les tensions normales dans un circuit fonctionnel. Maintenant, "coupez" le circuit en un point et remesurez la tension entre les mêmes ensembles de points, en mesurant en plus la tension aux bornes de la coupure comme ceci :

Quelles tensions mesurent les mêmes qu'avant ? Quelles tensions sont différentes depuis l'introduction de la coupure ?

Combien de tension se manifeste, ou chute à travers la pause ?

Quelle est la polarité de la chute de tension aux bornes de la coupure, comme indiqué par le compteur ?

Reconnectez le cavalier à la lampe et coupez le circuit à un autre endroit.

Mesurez à nouveau toutes les « chutes » de tension, en vous familiarisant avec les tensions d'un circuit « ouvert ».

Construisez le même circuit sur une maquette, en prenant soin de placer la lampe et les fils dans la maquette de manière à maintenir la continuité.

L'exemple montré ici n'est que cela :un exemple, pas le uniquement façon de construire un circuit sur une maquette :

Cas de court-circuit

Expérimentez avec différentes configurations sur la planche à pain, en branchant la lampe dans différents trous.

Si vous rencontrez une situation où la lampe refuse de s'allumer et que les fils de connexion chauffent, vous avez probablement une situation connue sous le nom de court-circuit , où un chemin de résistance inférieure à celui de la lampe contourne le courant autour de la lampe, empêchant une chute de tension suffisante à travers la lampe pour l'allumer.

Voici un exemple de court-circuit réalisé sur une maquette :

Un exemple de court-circuit accidentel

Voici un exemple d'un accidentel court-circuit du type généralement fait par les étudiants peu familiers avec l'utilisation de la maquette :

Ici, il n'y a pas de fil de « court-circuit » sur la planche à pain, mais il est un court-circuit et la lampe refuse de s'allumer.

Sur la base de votre compréhension des connexions des trous de la maquette, pouvez-vous déterminer où se trouve le « court » dans ce circuit ?

Conseils pour éviter les courts-circuits

Les courts-circuits sont généralement à éviter, car ils entraînent des débits d'électrons très élevés, provoquant un échauffement des fils et un épuisement des sources d'alimentation de la batterie.

Si la source d'alimentation est suffisamment importante, un court-circuit peut provoquer la manifestation d'une chaleur de proportions explosives, endommageant l'équipement et mettant en danger le personnel à proximité.

C'est ce qui se produit lorsqu'une branche d'arbre « court-circuite » les fils d'une ligne électrique :la branche, composée de bois humide, agit comme un chemin de faible résistance au courant électrique, provoquant de la chaleur et des étincelles.

Vous pouvez également construire le circuit batterie/lampe sur un bornier :une longueur de matériau isolant avec des barres métalliques et des vis pour attacher les fils et les bornes des composants.

Voici un exemple de la façon dont ce circuit pourrait être construit sur un bornier :

FICHES DE TRAVAIL CONNEXES :

• Circuits simples
• Circuits élémentaires