Circuit électrique fermé

Nous expliquons ce qu'est un circuit électrique fermé, ses caractéristiques, composants, symboles et donnent plusieurs exemples

Circuit fermé simple, composé d'une source (batteries), de deux résistances dans les ampoules et d'un interrupteur fermé qui permet le flux de courant dans tout le circuit

Qu'est-ce qu'un circuit électrique fermé?

UN circuit électrique fermé C'est celui dans lequel le courant a une route continue pour couler. Il s'agit d'une condition nécessaire pour un débit de courant, car un fil cassé ou coupé empêche les électrons de circuler à travers tous les éléments du circuit.

Dans un circuit simple comme celui qui allume une ampoule à l'aide d'une batterie, le courant circule à travers l'ampoule uniquement lorsque le circuit est fermé, sinon le courant ne circule pas et n'allume tout simplement pas la lumière.

Pour contrôler le flux de courant à travers le circuit, un interrupteur est utilisé, avec lequel le courant est interrompu ou détourné. Il existe plusieurs types, le plus simple se compose de deux contacts métalliques, unis ou séparés à la commodité via un élément mobile. Lorsque les contacts sont séparés, le courant est interrompu et lorsqu'il est uni, le courant circule.

Chaque fois que les lumières sont éclairées à la maison, dans la voiture ou un appareil qui fonctionne avec l'électricité est éclairée, de nombreux circuits sont fermés de sorte que le courant circule et fait le travail correspondant pour atteindre l'effet souhaité.

Caractéristiques d'un circuit fermé

-Le fonctionnement du circuit dépend d'une source d'énergie, connue sous le nom Femelle (force électromotive), qui peut être direct ou alternatif.

-Le circuit fermé doit fournir aux électrons un chemin complet, sans interruptions, afin qu'ils puissent circuler à travers chacun des éléments du circuit.

Peut vous servir: les 31 types de force en physique et leurs caractéristiques

-Les fils qui relient les différents éléments du circuit sont idéalisés, par conséquent, ils manquent de résistance.

-Dans un circuit de courant direct, la signification de ceci est sortante au poteau de batterie positif.

-Les valeurs du courant et la tension dans chacun des éléments du circuit sont spécifiées par la loi d'Ohm, lorsque le circuit est résistif, en conjonction avec les lois Kirchoff, en ce qui concerne les réseaux plus complexes.

Types d'éléments d'un circuit

Ils peuvent être de deux types:

1. Actifs
2. Passifs

Les éléments actifs Ils contribuent à l'énergie, faisant le travail nécessaire pour que la charge électrique soit mise en mouvement. Ce sont les générateurs, qui à leur tour peuvent être de deux types: sources de tension ou sources de courant.

Alors il y a éléments passifs, à travers lequel le courant électrique circule. Ces éléments consomment le courant et produisent en retour un effet, comme une ampoule avec un filament qui s'allume.

Il existe également des éléments passifs qui stockent l'électricité, comme les condensateurs ou les condensateurs.

Composants d'un circuit fermé

En général, un circuit électrique se compose des composants suivants:

Générateur

Il est responsable de la production et de la maintenance du courant électrique par le circuit, pouvoir être direct à l'alternative.

Le générateur direct est une batterie ou une batterie simple, tandis que les alternatifs sont appelés alternateurs.

Conducteurs

Ce sont des fils métalliques à très faible résistance, généralement en cuivre recouvert de plastique isolant. À travers eux, le courant électrique se déplace, se déplaçant d'un élément à un autre dans le circuit.

Récepteurs

Ils sont responsables de la transformation de l'énergie électrique qui vient de la source en un autre type d'énergie, par exemple la lumière, la chaleur ou le mouvement. Des exemples de récepteurs sont la résistance, les ampoules, les filaments, les condensateurs, les diodes, les bobines et plus.

Peut vous servir: demi-cercle: comment calculer le périmètre, la zone, le centroïde, les exercices

Éléments de contrôle

Comme son nom l'indique, ils permettent d'interrompre ou de rediriger le flux de courant par le circuit. Ce sont des commutateurs ou des commutateurs.

Éléments de protection

Aux circuits peuvent être des protecteurs ajoutés qui interrompent le passage du courant lorsqu'il atteint une certaine intensité, par exemple, les fusibles. De cette façon, le circuit est ouvert, protégeant ainsi l'appareil et les utilisateurs.

Schémas et symboles

Pour faciliter l'analyse des circuits électriques, des schémas et des symboles sont utilisés, ils offrent une représentation simplifiée de chacun des composants du circuit.

Il existe de nombreux symboles, un pour chaque type d'élément, dans l'image suivante, il y a un petit échantillon avec le plus utilisé:

Les symboles les plus courants utilisés dans les circuits électriques. Source: F. Zapata.

Grâce aux symboles, n'importe quel circuit peut être schématisé, même le plus complexe. Dans le circuit de la figure qui apparaît au début, les deux ampoules connectées en série sont représentées par deux résistances et le schéma reste comme ceci:

Circuit de type résistif fermé, composé d'une batterie, de deux résistances de série et d'un interrupteur fermé. Source: F. Zapata.

Comment est un électrique fermé?

Le fonctionnement du circuit fermé dépend des éléments qui le composent, par exemple, dans le circuit résistif indiqué ci-dessus, l'ampoule est activée dès sa fermeture.

D'un autre côté, si l'une des résistances est remplacée par un condensateur téléchargé, le circuit devient un RC et le condensateur sera facturé à la tension source.

Lorsqu'il sera complètement chargé, il restera un circuit ouvert. Débranchement de l'interrupteur et de la source, et fermant à nouveau le circuit, le condenseur produit temporairement un courant, car il avait déjà stocké la charge.

Il peut vous servir: quel est le module de coupe, de rigidité ou de cisaillement? (Exercices résolus)

Dans tous les cas, le courant retire toujours le terminal positif, comme expliqué précédemment (voir la figure ci-dessus).

La source est responsable de l'augmentation du potentiel de chaque charge à ce point, donc son énergie potentielle augmente d'une quantité donnée par Qε, où ε est la tension fournie par la batterie.

Ensuite, la charge qui parcourt les fils de connexion, qui sont idéaux, c'est-à-dire sans résistance, jusqu'à atteindre un élément de circuit. S'il s'agit d'une résistance, comme dans le circuit de la figure, la charge subit une chute potentielle égale à I ∙ R₁, Où je suis l'intensité du courant.

Ensuite, il passe par une autre goutte potentielle lors du passage de la deuxième résistance, cette fois à partir de i ∙ r₂ Jusqu'à ce que vous atteigniez le terminal négatif et de là à à nouveau positif, de cette façon, la charge a fait une visite complète autour du circuit.

Comme l'énergie est préservée, il est vrai que:

ε - i ∙ r₁ - je ∙ r₂ = 0

Exemple résolu

Dans le circuit de la figure ci-dessus, les valeurs de chaque élément sont:

R₁ = 430 Ω; R₂ = 128 Ω; ε = 9 V

• A) Quelle est l'intensité de courant à travers le circuit?
• b) Quel courant passe par chaque résistance?
• c) Trouvez la chute de tension dans chaque résistance.

Réponds à

Le courant total est celui qui quitte la batterie. Pour le trouver, il est nécessaire de réduire le circuit en une seule résistance. Comme r₁ et r₂ Ils sont connectés en série, la résistance équivalente R_égaliseur est votre somme:

R_égaliseur = R₁ + R₂ = 430 Ω + 128 Ω = 558 Ω

De la loi d'Ohm:

ε = i ∙ r_égaliseur → i = 9 v / 558 Ω = 0.01613 A

Réponse b

Étant donné que les résistances sont en série, le courant est le même pour les deux et égal à 0.01613 A.

Réponse C

Appliquer à nouveau la loi d'Ohm:

V₁ = I ∙ r₁ = 0.01613 A ∙ 430 Ω = 6.935 V

Puis V₁ = 9v− 6.935 v = 2.065 V