Circuit en Série : Schéma, fiche méthode, critères de réussite, fonctionnement – Physique Collège
Schéma de circuit en série au collège – Introduction
En physique-chimie, les élèves découvrent dès la classe de 5ᵉ les bases du circuit électrique en série, un incontournable du programme.
Ce type de montage se caractérise par une représentation normalisée de composants (pile, lampe, interrupteur, DEL, moteur...) reliés les uns à la suite des autres, sans embranchement : le courant suit un chemin unique, formant une boucle fermée.Ce guide complet vous permettra de :
- Identifier facilement un montage en série
- Comprendre les propriétés fondamentales des circuits en série
- Réaliser vos propres montages étape par étape
- Maîtriser tous les schémas vus au collège (5ᵉ, 4ᵉ et 3ᵉ)
À savoir : Dans un circuit en série, tous les composants sont reliés les uns après les autres, formant un chemin unique pour le courant : une boucle.
Identifier un circuit en série grâce à son schéma ou ses propriétés: 5 caractéristiques essentielles
- Composants alignés bout à bout : tous les éléments sont connectés les uns à la suite des autres, formant une boucle unique niveau 5ᵉ
- Absence de branchements parallèles : le circuit ne présente pas de bifurcations entre deux points niveau 5ᵉ
- Effet domino en cas de panne : si un composant ne fonctionne plus, tout le circuit s'arrête niveau 5ᵉ
- Intensité identique à tous les points du circuit : le courant qui traverse chaque composant est exactement le même niveau 4ᵉ
- Tension totale égale à la somme des tensions aux bornes de chaque composant niveau 4ᵉ
À savoir : Au collège, il est aussi important de savoir représenter le schéma d'un circuit en série que d'identifier un circuit en série.
Fiche méthode : Réussir un schéma normalisé de circuit en série niveau 5ᵉ
Télécharger : fiche methode schéma circuit en série
Pour réaliser correctement le schéma d'un circuit électrique en série, suivez cette méthode étape par étape. Nous prendrons l'exemple d'un circuit simple comportant une pile, une lampe et un interrupteur.
Étape 1 : Préparer et tracer le cadre du circuit
Commencez par tracer une forme rectangulaire à la règle qui servira de base pour votre circuit en série.
Ce rectangle représente le chemin que suivra le courant électrique.
Comme il s'agit d'un circuit en série, un seul rectangle sera représenté.
Etape 1 : Tracé du rectangle de base avec règle et crayon
Important : Les circuits électriques sont toujours représentés sous forme de rectangle.
Étape 2 : Identifier le nombre et l'emplacement des composants
Pour notre exemple, nous avons trois dipôles : la pile, la lampe et l'interrupteur.
Identifiez sur votre rectangle l'emplacement de chaque dipôle (composant) à représenter.
À l'aide d'une gomme, effacez une petite portion du rectangle à chaque emplacement prévu pour un composant.
Ces « trous » seront remplacés par les symboles normalisés. (lien fiche schéma normalisé)
Etape 2 : Segments effacés aux emplacements des trois dipôles
Conseil :Répartissez équitablement les composants sur le périmètre du rectangle, avec idéalement la pile sur le côté gauche.
Précision : La longueur effacée doit correspondre à la taille du symbole que vous allez dessiner.
Étape 3 : Dessiner les symboles normalisés
Remplacez chaque segment effacé par le symbole normalisé correspondant au composant. Utilisez :
- Pile :
- Lampe :
- Interrupteur :
Etape 3 : Insertion des symboles normalisés à la place des segments effacés
Attention : L'orientation des symboles est importante ! La pile doit avoir son pôle positif dans le sens du courant conventionnel.
Étape 4 (option): Indiquer le sens du courant
Tracez une flèche le long d'un des segments du rectangle pour indiquer le sens conventionnel du courant
Du + vers le – de la pile.
Etape 4 : Schéma complet avec indication du sens du courant
Rappel : à l'extérieur du générateur, le courant circule de la borne + vers la borne - de la pile.
Critères de réussite d’un schéma de circuit en série
Critères de réussites
- Le schéma est tracé à la règle et au crayon
- Le circuit forme une unique boucle complète
- Tous les symboles sont correctement représentés et orientés
- Les symboles sont uniformément répartis sur les branches
- Le schéma est soigné et lisible
| Critères de réussites | 😞 | 😐 | 😊 |
|---|---|---|---|
| Le schéma est tracé à la règle et au crayon | |||
| Le schéma a une forme rectangulaire | |||
| Le circuit forme une unique boucle complète | |||
| Tous les symboles sont correctement identifiés et représentés | |||
| Les symboles sont uniformément répartis sur les branches | |||
| Le schéma est soigné et lisible |
Télécharger : fiche d'auto-évaluation schéma circuit en série
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- Oublier de fermer complètement le circuit
- Confondre les symboles ou les orienter incorrectement
- Ne pas placer les bornes de la pile ou du générateur
- Les symboles sont concentrés sur une ou deux branches au lieu d'être répartis.
- Un symbole est placé à la jonction de deux branches (à l'angle du rectangle).
Galerie : Exemples de schémas de circuits en série (5ᵉ, 4ᵉ, 3ᵉ)
Schéma circuit en série | pile, interrupteur et lampe
Schéma circuit en série | deux lampes identiques - pile - intérrupteur
Schéma circuit en série | pile - moteur électrique
Schéma circuit en série | pile - lampe et moteur
Schéma circuit en série | Pile - diode et résistance
Schéma cuircuit en série | Pile - lampe - Moteur - DEL
Schéma circuit en série | Pile - lampe - ampèremètre
chéma circuit en série | Pile - lampe - voltmètre
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Tableau comparatif circuits en série et en dérivation (caractéristiques clés)
| Caractéristique | Circuit en série | Circuit en dérivation |
|---|---|---|
| Trajet du courant | Unique chemin en boucle | Plusieurs chemins parallèles |
| Intensité du courant | Identique en tout point | Se divise entre les branches |
| Tension électrique | Se répartit entre les composants | Identique aux bornes de chaque branche |
| Effet d'une panne | Tout le circuit s'arrête | Seule la branche concernée s'arrête |
| Luminosité des lampes | Diminue avec le nombre de lampes | Reste constante quel que soit le nombre |
| Résistance équivalente | Augmente avec chaque composant ajouté | Diminue avec chaque branche ajoutée |
| Utilisation courante | Guirlandes anciennes, circuits de sécurité | Installation électrique domestique |
FAQ : Tout savoir sur les schémas de circuits en séri
Qu'est-ce qu'un circuit en série ?
Un circuit en série est un montage électrique dans lequel tous les dipôles sont reliés les uns à la suite des autres, formant une seule boucle fermée pour le courant. Le courant suit un chemin unique à travers tous les composants.
Comment reconnaître facilement un circuit en série d'un circuit en dérivation ?
Dans un circuit en série, tous les composants sont alignés sur un unique chemin. Si vous suivez un fil du circuit avec votre doigt, vous passerez par tous les composants avant de revenir au point de départ. Dans un circuit en dérivation, vous observerez des bifurcations offrant plusieurs chemins possibles au courant.
Pourquoi les lampes brillent-elles moins fort dans un circuit en série ?
Chaque lampe ajoutée à un circuit en série "prend" une partie de la tension disponible. Avec une pile de 4,5 V et trois lampes identiques en série, chacune ne recevra qu'environ 1,5 V, ce qui réduit considérablement leur luminosité par rapport à un branchement direct.
Peut-on mélanger des montages en série et en dérivation ?
Absolument ! On parle alors de circuits mixtes ou composites. Ces montages plus avancés sont étudiés en 3ᵉ et permettent de combiner les avantages des deux types de circuits pour des applications spécifiques.
Pourquoi les installations électriques domestiques ne sont-elles pas en série ?
Une installation en série signifierait que si un seul appareil tombe en panne, toute l'installation électrique serait paralysée. De plus, tous les appareils devraient fonctionner avec la même intensité de courant, ce qui est incompatible avec les besoins variés des équipements modernes.
Quelle loi des tensions s'applique dans un circuit en série ?
Dans un circuit en série, la somme des tensions aux bornes des différents dipôles est égale à la tension fournie par le générateur. On parle de loi d'additivité des tensions.
Quelle loi des intensités s'applique dans un circuit en série ?
Dans un circuit en série, l'intensité du courant est identique en tout point du circuit. Le courant est le même avant et après chaque dipôle.
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