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Cours de physique-chimie en 3e France – Sens du courant électrique

Cours de physique-chimie en 3e France – Sens du courant électrique. En physique-chimie, le programme du cours de collège permet d’entrer dans une relation scientifique avec les phénomènes naturels, le monde vivant, et les techniques. Cette posture scientifique est faite d’attitudes (curiosité, ouverture d’esprit, remise en question de son idée, exploitation positive des erreurs, etc.) et de capacités (observer, expérimenter, mesurer, raisonner, modéliser, etc.). 

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Sens du courant électrique

Objectif

On peut montrer que la circulation du courant électrique dans un circuit s’effectue dans un seul sens.
Quel est ce sens de circulation et quelles sont les règles à suivre pour le représenter sur un schéma ?
Le fonctionnent des récepteurs est-il modifié lorsque le sens du courant est changé ?

1. Le courant électrique a-t-il un sens ?

Lorsqu’on réalise un test de conductivité sur une DEL, on observe qu’elle ne conduit le courant électrique que pour l’un de ses sens de branchement.
Le courant électrique ne peut pénétrer dans la DEL par n’importe quelle borne : il possède donc un sens de circulation.

2. Sens conventionnel et représentation du courant électrique

Le sens du courant résulte d’une convention, on parle donc de sens conventionnel du courant électrique :
par convention, le courant électrique circule toujours de la borne positive + vers la borne négative − à l’extérieur du générateur.
Sur un schéma normalisé, le sens du courant est représenté par une flèche rouge (doc.1.) placée sur un fil de connexion, et orientée selon le sens conventionnel du courant électrique.

Exemple :

Doc.1. Représentation du sens conventionnel du courant.

3. Influence du sens du courant sur les récepteurs

a. Méthode

On observe le fonctionnement du récepteur dans un circuit électrique ainsi que les éventuels changements obtenus en inversant le sens du courant qui le traverse.
L’inversion du sens du courant dans un récepteur peut s’obtenir deux manières différentes :
– soit en inversant le sens de branchement du récepteur ;
– soit en inversant le sens de branchement du générateur.

b. Dipôle polarisé : le moteur

On réalise les circuits suivants :

Doc.2. Influence d’une inversion du sens du courant sur un moteur.

Quand on inverse le sens du courant (en inversant le sens de branchement de la pile), on observe que le moteur ne tourne plus dans le même sens (doc.2).
Le moteur est un récepteur polarisé.

Définition
Un dipôle est polarisé si son fonctionnement change quand on inverse le sens du courant qui le traverse.

c. Dipôles polarisés : les diodes

Les diodes et les DEL sont également polarisées, puisqu’elles ne fonctionnent que pour un seul sens du courant.
Quand une diode laisse passer le courant, on dit qu’elle est dans le sens passant ou passante, et dans le cas contraire, on dit qu’elle est non passante ou bloquante.

D’après un schéma, on peut savoir si une diode est passante ou non en comparant le triangle du symbole de la diode et la flèche représentant le sens du courant : s’ils pointent dans la même direction, la diode est passante, sinon elle est bloquante (doc.3).

Exemples :

Doc.3. Diodes passantes et non passantes.

Dans un circuit fermé, une diode non passante se comporte comme un interrupteur ouvert ; une diode passante se comporte comme un interrupteur fermé.

d. Dipôles non polarisés

Si on réalise la même expérience avec une lampe, un interrupteur, un fil de connexion ou une résistance, on observe que l’inversion du sens du courant n’a aucun effet sur eux : la lampe, l’interrupteur, le fil de connexion et la résistance ne sont pas polarisés.

Doc.4. L’inversion du sens du courant n’a aucun effet sur une lampe.

L’essentiel

Par convention, le courant électrique circule toujours de la borne positive + à la borne négative − à l’extérieur du générateur. C’est le sens conventionnel du courant électrique.
Pour représenter le sens du courant sur un schéma, on place une flèche de couleur rouge sur l’un des fils de connexion, orientée suivant le sens conventionnel du courant électrique.

L’inversion du sens du courant circulant dans un récepteur peut s’obtenir soit en inversant le sens de branchement du récepteur, soit en inversant le sens de branchement du générateur.

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