Le sens du courant électrique

Une pile possède deux extrémités de formes différentes : les bornes. Pourquoi attribue-t-on à ces bornes les signes « + » et « – » ?
Réponse : ces signes indiquent que les bornes d'une pile ne sont pas identiques ; ils permettent de placer la pile à l'endroit dans un circuit électrique. Mais quel est le sens du courant électrique ?
I. Mise en évidence du sens du courant
Les circuits électriques permettant de faire briller des lampes fonctionnent quel que soit le sens de branchement de la pile. Il n'en est pas toujours ainsi.
•  Protocole : réalisons un circuit comprenant une pile et un moteur électrique. La pile est branchée dans un sens puis dans l'autre (voir le dessin ci-dessous).
Le sens du courant électrique - illustration 1
•  Observation : suivant le sens dans lequel on branche la pile, le moteur tourne dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens contraire. Les deux bornes de la pile ne sont donc pas identiques et le courant ne circule que dans un seul sens. C'est pour cette raison que l'on différencie les deux bornes de la pile (ou d'un générateur) en y indiquant les symboles « + » et « – ».
II. Le sens conventionnel du courant
•  Le courant électrique ne circule donc que dans un seul sens, mais lequel ?
Le problème s'est posé aux physiciens et comme on ne peut pas voir le courant électrique, un sens arbitraire a été donné : le courant circule de la borne positive vers la borne négative du générateur (ou de la pile) à l'extérieur de celui-ci. C'est le sens conventionnel du courant électrique.
•  Si nous réalisons nos schémas en plaçant le générateur à gauche du circuit avec la borne positive vers le haut, le courant électrique circulera dans le sens des aiguilles d'une montre.
III. Le sens du courant et les diodes
Nous avons vu que le moteur est sensible au sens du courant. C'est également le cas d'un composant électrique très courant appelé diode.
La diode possède deux bornes qui ne sont pas identiques. C'est ce que nous allons mettre en évidence expérimentalement.
•  Protocole : nous réalisons un circuit électrique composé d'une diode, d'une lampe et d'une pile. La diode est placée dans un sens puis dans l'autre.
•  Observation : la lampe ne s'allume que pour un seul sens de la diode : c'est le sens passant. Si la diode est dans l'autre sens la lampe ne s'allume pas car aucun courant ne circule dans le circuit.
Le sens du courant électrique - illustration 2
•  Interprétation : la diode ne laisse donc passer le courant que dans un seul sens. C'est un composant qui est très utilisé dans les appareils ménagers pour bloquer le passage du courant si les piles sont placées dans le mauvais sens.
On parle alors de diode de protection car elle protège certains éléments électroniques du circuit qui sont sensibles au sens du courant électrique.
•  Il existe également des diodes électroluminescentes (DEL) qui ont la même fonction qu'une diode mais qui, en plus, émettent de la lumière et peuvent servir de témoin pour indiquer que le courant électrique circule et que le circuit électrique est fermé.
Ces affirmations sur le sens du courant électrique sont-elles vraies ou fausses ?
1. Les bornes d'une pile sont identiques.
Cochez la bonne réponse.
vrai
faux
2. Le courant électrique ne circule que dans un seul sens.
Cochez la bonne réponse.
vrai
faux
3. Dans un schéma électrique contenant une diode, le courant électrique ne passe que dans un seul sens.
Cochez la bonne réponse.
vrai
faux
1. Les bornes d'une pile ne sont pas identiques, c'est pour cela qu'on attribue à ces bornes les signes « + » et « − ».
2. Le courant électrique ne circule que dans un seul sens : de la borne positive vers la borne négative du générateur (ou de la pile) à l'extérieur de celui-ci. C'est le sens conventionnel du courant électrique.
3. La diode possède deux bornes qui ne sont pas identiques, et ne laisse donc passer le courant que dans un seul sens. C'est un composant qui est très utilisé dans les appareils ménagers pour bloquer le passage du courant si les piles sont placées dans le mauvais sens. Un dipôle dont le fonctionnement dépend du sens du courant est un dipôle polarisé.
Quelle est la proposition exacte ?
1. À l'extérieur du générateur, le courant électrique circule :
Cochez la bonne réponse.
dans le sens des aiguilles d'une montre.
dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.
de la borne négative vers la borne positive.
de la borne positive vers la borne négative.
en même temps, de la borne positive et de la borne négative.
2. Le sens du courant électrique est appelé :
Cochez la bonne réponse.
le sens arbitraire.
le sens normal.
le sens conventionnel.
Le courant électrique ne circule que dans un seul sens, mais lequel ?
Le problème s'est posé aux physiciens et comme on ne peut pas voir le courant électrique, un sens arbitraire a été donné : le courant circule de la borne positive vers la borne négative du générateur (ou de la pile) à l'extérieur de celui-ci. C'est le sens conventionnel du courant électrique.
Vrai ou faux ?
1. Une lampe brille quel que soit son sens de branchement dans un circuit.
Cochez la bonne réponse.
vrai
faux
2. Une DEL ou une diode ne laissent passer le courant que dans un sens.
Cochez la bonne réponse.
vrai
faux
3. Un moteur est sensible au sens du courant.
Cochez la bonne réponse.
Vrai, le moteur tourne dans un sens ou dans l'autre sens suivant son branchement à la pile.
Faux, le moteur tourne toujours dans le même sens quel que soit son branchement.
Faux, un moteur est un générateur.
1. Les deux bornes de la pile ne sont donc pas identiques et le courant ne circule que dans un seul sens. Certains dipôles sont sensibles au sens du courant d'autres non. Les lampes fonctionnent quel que soit le sens de branchement de la pile.
2. La diode ou la DEL possède deux bornes qui ne sont pas identiques. Suivant son sens de branchement, une diode laisse passer le courant : on dit qu'elle est passante. Si elle empêche le passage du courant, on dit qu'elle est bloquante.
3. Suivant le sens dans lequel on branche la pile, le moteur tourne dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens contraire.
Dans quel circuit la DEL brille-t-elle ?
Le sens du courant électrique - illustration 3
Cochez la bonne réponse.
Dans le circuit 1
Dans le circuit 2
La diode ne laisse passer le courant que dans le sens passant. Le courant ne circule que dans un sens, du « + » vers le « − ». Dans le circuit 1, la DEL est passante, mais dans le circuit 2, la DEL est bloquante.