Si l'on observe de près un fil électrique à la maison, on s'aperçoit qu'il est composé de métal et de plastique. À quoi sert la gaine en plastique ?
Réponse : le plastique est un matériau isolant qui empêche le passage du courant électrique et évite que l'on s'électrocute lorsqu'on manipule les fils.
I. Conduire le courant électrique
•  Pour faire briller une lampe, il suffit de construire un petit circuit électrique composé d'une pile dont les extrémités sont métalliques, d'une lampe dont le filament est métallique et de fils de connexion métalliques entourés d'une gaine en plastique.
•  Les métaux permettent donc le passage du courant électrique. Tous les matériaux sont-ils dans le même cas ?
•  Protocole : on réalise un circuit composé d'une pile et d'une lampe (voir le schéma ci-dessous).
Un fil de connexion relie une borne de la pile à une borne de la lampe.
De l'autre borne de la pile et de l'autre borne de la lampe, on fait partir deux fils entre lesquels on placera des tiges de différents matériaux.
Si le courant circule dans le circuit, la lampe s'allume.
Conducteurs et isolants - illustration 1
•  Observations :
  • Si on ne met rien entre les deux fils, la lampe ne s'allume pas : l'air ne permet pas le passage du courant électrique.
  • Avec des tiges en acier, en cuivre ou en aluminium, la lampe s'allume, les métaux permettent effectivement le passage du courant électrique. Les matériaux qui permettent le passage du courant électrique sont appelés des conducteurs électriques.
  • Avec des tiges en plastique, en verre ou en céramique, la lampe ne s'allume pas donc ces matériaux ne permettent pas le passage du courant électrique. Les matériaux qui ne laissent pas passer le courant électrique sont appelés isolants électriques.
  • Enfin, si l'on place un crayon (taillé aux deux extrémités) entre les deux fils, la lampe s'allume. La mine de crayon, en graphite, est un conducteur du courant électrique. Le graphite est d'ailleurs utilisé à l'intérieur des piles rondes où il constitue la borne positive, mais il est recouvert d'une couche de métal pour ne pas noircir les mains de celui qui l'utilise.
II. Circuit ouvert et circuit fermé
•  Lorsque le courant électrique circule dans le circuit, c'est que le circuit est fermé. Lorsque le courant ne circule pas dans le circuit, celui-ci est ouvert.
•  Pour qu'un circuit électrique soit fermé, il faut qu'il soit entièrement composé de matériaux conducteurs du courant électrique.
•  Pour utiliser plus aisément un circuit électrique, on peut y insérer un interrupteur dont le rôle est d'ouvrir et de fermer le circuit. Cet interrupteur est composé d'une lame métallique mobile qui fait contact avec les bornes de l'interrupteur pour fermer le circuit.
•  Remarque : attention aux abus de langage, lorsqu'on parle « d'ouvrir la lumière », il s'agit bien de fermer le circuit électrique afin que le courant électrique puisse circuler et faire briller la lampe !
Un conducteur est :
Cochez la bonne réponse.
un matériau qui empêche le passage du courant.
un matériau qui permet le passage du courant.
un isolant électrique.
un matériau qui laisse parfois passer le courant.
Les matériaux qui permettent le passage du courant électrique sont appelés des conducteurs électriques. Certains matériaux sont de meilleurs conducteurs électriques que d'autres. L'or est un des meilleurs conducteurs, mais compte-tenu de son prix, on utilise de préférence du cuivre, ou de l'aluminium dans les fils de connexion.
Lesquels de ces matériaux sont des conducteurs électriques, c'est-à-dire qui laissent passer l'électricité ?
Cochez la (ou les) bonne(s) réponse(s).
l'eau
le plastique
le verre
le métal
la céramique
le graphite
le corps humain
L'eau, le métal, le graphite et le corps humain permettent effectivement le passage du courant électrique : ce sont des conducteurs électriques. Pour que le courant électrique circule dans un circuit, il faut que ce circuit soit entièrement composé de matériaux conducteurs. Le corps humain est un mauvais conducteur électrique, mais attention, les risques d'électrocution sont réels avec les prises du secteur.
Un isolant est :
Cochez la bonne réponse.
un matériau qui empêche le passage du courant.
un matériau qui permet le passage du courant.
un conducteur électrique.
un matériau qui laisse parfois passer le courant.
Les matériaux qui ne laissent pas passer le courant électrique sont appelés isolants électriques. Dans un circuit simple, si l'on remplace un fil de connexion par une tige en plastique, en verre ou en céramique, la lampe ne s'allume pas donc ces matériaux ne permettent pas le passage du courant électrique.
Lesquels de ces matériaux sont des isolants électriques, c'est-à-dire qui ne laissent pas passer l'électricité ?
Cochez la (ou les) bonne(s) réponse(s).
l'eau
le plastique
le verre
le métal
la céramique
le graphite
Le plastique, le verre et la céramique empêchent effectivement le passage du courant électrique : ce sont des isolants électriques. Pour que le courant électrique circule dans un circuit, il faut que ce circuit soit entièrement composé de matériaux conducteurs. Dans les fils de connexion, la gaine qui entoure le fil métallique est une gaine protectrice isolante en plastique qui empêche l'électrocution.
Complète les phrases suivantes.
Écrivez les réponses dans les zones colorées.
Si un circuit électrique est , le courant circule.
Si le circuit est , le courant ne circule pas.
Un permet d'ouvrir ou de fermer le circuit.
• Lorsque le courant électrique circule dans le circuit, c'est que le circuit est fermé. Lorsque le courant ne circule pas dans le circuit, celui-ci est ouvert.
• Pour qu'un circuit électrique soit fermé, il faut qu'il soit entièrement composé de matériaux conducteurs du courant électrique.
• Pour utiliser plus aisément un circuit électrique, on peut y insérer un interrupteur dont le rôle est d'ouvrir et de fermer le circuit. Cet interrupteur est composé d'une lame métallique mobile qui fait contact avec les bornes de l'interrupteur pour fermer le circuit.