Le courant electrique

Dans notre maison, beaucoup d'objets ont besoin d'énergie pour fonctionner. Il existe deux façons principales de leur apporter cette énergie :

1. Les objets à piles : Ce sont des objets que l'on peut transporter partout. On dit qu'ils sont mobiles. Par exemple : une télécommande, une petite voiture télécommandée ou une lampe de poche. La pile stocke l'énergie à l'intérieur de l'objet.
2. Les objets sur secteur : Ce sont des objets qui doivent rester branchés à une prise de courant dans le mur. Ils utilisent un fil électrique. Par exemple : le réfrigérateur, la télévision ou le four micro-ondes.

L'électricité est très utile, mais elle peut être très dangereuse. Il faut respecter des règles de sécurité importantes :

• Le danger des prises : Il ne faut jamais mettre ses doigts ou un objet (comme un ciseau ou un pic) dans les trous d'une prise. On peut recevoir un choc électrique très grave, appelé une électrocution.
• L'eau et l'électricité : C'est un mélange interdit ! Il ne faut jamais toucher un appareil électrique avec les mains mouillées ou utiliser un appareil près de la baignoire. L'eau laisse passer le courant très facilement vers notre corps.
• Ne pas démonter : Il ne faut jamais ouvrir ou démonter un appareil qui est branché.

L'électricité ne sort pas de nulle part. Elle est fabriquée ou stockée :

• Dans les piles : C'est une petite réserve d'énergie. Quand la pile est vide, l'objet ne marche plus.
• Dans les centrales : L'électricité qui arrive dans nos prises est fabriquée dans de grandes usines appelées des centrales électriques. Elle voyage ensuite dans de gros câbles jusqu'à nos maisons.

Il est important d'éteindre la lumière quand on sort d'une pièce pour faire des économies d'énergie et protéger la planète.

Pour faire briller une lumière, il faut fabriquer un circuit électrique. Pour cela, nous avons besoin de trois éléments :

• La pile : C'est le générateur. C'est elle qui donne la force à l'électricité pour avancer.
• L'ampoule : C'est le récepteur. Elle reçoit l'électricité et la transforme en lumière.
• Les fils de connexion : Ils servent de chemins pour transporter l'électricité.

Pour que l'ampoule s'allume, l'électricité doit pouvoir circuler en boucle. Sur une pile plate, il y a deux languettes. Sur une ampoule, il y a deux zones de contact : le plot (le point gris tout en bas) et le culot (le côté en métal avec des traits).

Si on pose le plot de l'ampoule sur une languette de la pile et que le culot touche l'autre languette, l'ampoule brille. On dit que le circuit est fermé. Si un seul côté touche, l'ampoule reste éteinte : le circuit est ouvert.

Parfois, la pile est loin de l'ampoule. On utilise alors des fils électriques. Le fil transporte l'électricité d'une borne de la pile jusqu'à l'ampoule. Pour que ça marche, il faut :

1. Partir d'un côté de la pile avec un fil.
2. Brancher ce fil à l'ampoule.
3. Repartir de l'ampoule avec un deuxième fil pour revenir à l'autre côté de la pile. L'électricité doit toujours faire un voyage complet en partant de la pile et en y revenant.

Dans une maison, on n'enlève pas les fils pour éteindre la lumière. On utilise un interrupteur. C'est une commande qui agit comme un pont :

• Circuit fermé : L'interrupteur est en position "marche". Le pont est baissé, le courant passe, la lampe s'allume.
• Circuit ouvert : L'interrupteur est en position "arrêt". Le pont est levé, le courant est coupé, la lampe s'éteint.

On peut fabriquer un interrupteur avec des objets simples, comme une attache parisienne et un trombone. En tournant le trombone pour qu'il touche l'attache parisienne, on crée un contact métallique. Le courant peut passer. En écartant le trombone, on coupe le passage du courant. C'est le geste de couper l'électricité.

Pour expliquer comment on a branché notre circuit, on fait un dessin simplifié : un schéma. On utilise des symboles simples que tout le monde comprend :

• Un rond avec une croix pour l'ampoule.
• Un trait avec un $+$ et un $-$ pour la pile.
• Des traits droits pour les fils.

Un conducteur est une matière qui laisse passer l'électricité. Si on place un objet conducteur dans un circuit, l'ampoule s'allume encore. Les métaux sont de très bons conducteurs.

• Le fer (une règle en métal, un trombone).
• Le cuivre (le petit fil à l'intérieur des câbles).
• L'aluminium (le papier d'argent pour la cuisine).

Un isolant est une matière qui ne laisse pas passer l'électricité. Le courant est bloqué et l'ampoule s'éteint. Voici des exemples d'isolants :

• Le plastique (les jouets, les stylos).
• Le bois (les crayons, les tables).
• Le verre.
• Le tissu ou le coton.

Pourquoi les fils électriques sont-ils entourés de plastique ? Le fil à l'intérieur est en cuivre pour que l'électricité circule bien. La gaine autour est en plastique (isolant) pour que nous puissions toucher le fil sans danger. Le plastique empêche l'électricité de venir dans nos mains.

Pour fabriquer une lampe de poche en classe, il faut bien s'organiser :

1. Le boîtier : Il faut choisir une boîte (souvent en carton ou plastique) pour tenir les éléments.
2. L'installation : On place la pile au fond et l'ampoule dans un trou pour qu'elle soit visible.
3. Le bouton : On installe notre interrupteur maison sur le côté de la boîte pour l'allumer facilement.

Si la lampe ne s'allume pas, il faut chercher la panne :

• La pile : Est-elle trop vieille ? Est-elle déchargée ?
• L'ampoule : Est-elle grillée ? (On regarde si le petit fil à l'intérieur est cassé).
• Le contact : Est-ce qu'un fil est débranché ? Est-ce que les fils touchent bien les parties en métal ?

Une fois l'objet terminé, il faut savoir expliquer son travail. On nomme les éléments : "Voici ma pile, mes fils et mon ampoule". On montre que lorsqu'on ferme le circuit avec l'interrupteur, l'énergie de la pile fait briller le filament de l'ampoule. C'est la preuve que notre circuit fonctionne bien !