Le circuit électrique simple en CM2 : leçon, exercices et évaluation

Observer un circuit qui fonctionne

Un circuit électrique est un chemin fermé qui permet au courant électrique de circuler. Pour réaliser un circuit simple en classe, utilise une pile, des fils de connexion, une lampe dans sa douille et, si besoin, un interrupteur. La pile fournit l’énergie électrique. Les fils relient les éléments. La lampe transforme une partie de l’énergie électrique en lumière et en chaleur. L’interrupteur permet d’ouvrir ou de fermer le passage du courant.<br><br>Imagine une piste de course en forme de boucle. Si la piste est coupée à un endroit, les coureurs ne peuvent pas faire le tour. Dans un circuit, c’est pareil : si un fil n’est pas relié, si l’interrupteur est ouvert ou si la pile est usée, le courant ne peut pas circuler dans toute la boucle. La lampe reste alors éteinte.<br><br>Quand tu observes un montage, cherche toujours le chemin complet qui part d’une borne de la pile, passe par les différents éléments et revient à l’autre borne de la pile. Les deux extrémités de la pile sont appelées des bornes. Elles sont différentes : l’une porte le signe + et l’autre le signe −. Pour qu’un circuit simple fonctionne, les deux bornes de la pile doivent être reliées à la lampe par une boucle continue.

Les mots importants

Reconnaître le rôle de chaque élément

Monter une boucle pas à pas

Prépare d’abord ton matériel sur une table sèche et dégagée. Vérifie que les fils ne sont ni dénudés ni abîmés. Utilise uniquement le matériel prévu pour les expériences de classe : une pile, jamais une prise électrique. Place la lampe dans sa douille. Si ton montage comporte un interrupteur, commence avec l’interrupteur ouvert : le courant ne circulera pas pendant que tu relies les éléments.<br><br>Relie une borne de la pile à une borne de la douille avec un fil. Relie l’autre borne de la douille à une borne de l’interrupteur. Enfin, relie l’autre borne de l’interrupteur à l’autre borne de la pile. Tu as construit une boucle. Ferme l’interrupteur : la lampe doit s’allumer si tous les contacts sont corrects.<br><br>Dans certains montages simples, la lampe possède deux zones de contact : son petit plot métallique situé dessous et sa partie métallique sur le côté. Pour s’allumer, la lampe doit être reliée au circuit par ces deux zones différentes. Si les deux fils touchent la même zone, le courant ne traverse pas correctement la lampe. La lampe ne s’allume pas.<br><br>Observe aussi les pinces des fils. Elles doivent toucher le métal, et non le plastique. Un fil seulement posé près d’une borne ne suffit pas : il faut un vrai contact. Travaille calmement, sans tirer sur les fils. Après l’expérience, ouvre l’interrupteur puis débranche les fils avec soin.

Cherche la panne avec méthode

• Commence par vérifier que l’interrupteur est fermé si tu veux allumer la lampe.
• Suis le trajet depuis une borne de la pile jusqu’à l’autre : aucun fil ne doit être détaché.
• Contrôle chaque contact : les pinces doivent toucher une partie métallique.
• Vérifie que la lampe est bien vissée ou bien installée dans sa douille.
• Essaie une autre pile seulement si le matériel est prévu pour cela et avec l’accord de l’adulte.
• Essaie une autre lampe si tu penses que la première est défectueuse.
• Ne modifie jamais un montage en branchant des fils au hasard : cherche d’abord la cause possible.

Ajouter deux lampes dans une seule boucle

Tu peux placer deux lampes dans un circuit à une boucle. Le courant passe alors successivement par la première lampe puis par la seconde avant de revenir à la pile. Les deux lampes font partie du même chemin. Si un contact se détache dans cette boucle unique, le passage du courant est interrompu partout : les deux lampes s’éteignent.<br><br>Avec deux lampes dans une même boucle, chacune peut briller moins qu’une lampe seule, car l’énergie fournie par la pile est partagée entre les deux lampes. Cette observation dépend du matériel utilisé et de l’état de la pile : regarde toujours ce qui se passe réellement dans ton expérience. Ne conclus pas que toutes les lampes brillent toujours de la même façon.<br><br>Ne confonds pas une boucle avec plusieurs chemins. Dans la situation étudiée ici, le courant suit un seul trajet fermé. Le circuit contient une pile, un interrupteur et une ou deux lampes reliées les unes après les autres. Tu dois être capable de dessiner ce trajet et de repérer où le courant ne peut plus passer.

Évite le court-circuit

Reconnaître les dangers à la maison

La sécurité électrique : des règles à appliquer toujours

L’électricité utilisée avec des piles de classe n’est pas la même que celle des installations de la maison. Les prises murales, les multiprises, les rallonges et les appareils branchés au secteur peuvent être dangereux. Ne démonte jamais un appareil électrique. Ne touche jamais une prise, un interrupteur mural abîmé, un fil dénudé ou une multiprise endommagée. Ne branche et ne débranche pas seul un appareil qui dépend d’une installation électrique.<br><br>L’eau et l’électricité ne vont pas ensemble. Ne manipule pas d’appareil électrique avec les mains mouillées. N’utilise pas d’appareil près d’un évier, d’une baignoire ou d’une flaque. Si tu remarques un appareil tombé dans l’eau ou un câble proche de l’eau, ne le touches pas : éloigne-toi et appelle un adulte.<br><br>Respecte aussi les appareils : ne coince pas un câble sous une porte, ne l’écrase pas sous un meuble et ne tire pas dessus pour déplacer l’appareil. Range les chargeurs et les fils pour éviter qu’ils soient abîmés. Une protection en plastique intacte est utile parce qu’elle isole la partie métallique conductrice. Si cette protection est coupée, l’appareil ne doit plus être utilisé.<br><br>Nova prépare ton entrée en 6e : retiens une règle simple. Face à un doute, à une prise abîmée, à un fil dénudé ou à de l’eau près d’un appareil, tu ne testes pas. Tu t’éloignes et tu préviens un adulte.

Lire et dessiner un schéma simple

Un schéma électrique représente un montage sans dessiner les objets comme dans la réalité. Il sert à comprendre rapidement les connexions. Les fils sont souvent tracés par des traits droits. Les éléments sont représentés par des symboles que l’on apprend à reconnaître. Même si un schéma est très simple, il doit montrer une boucle fermée pour indiquer que le courant peut circuler.<br><br>Pour vérifier un schéma, pose ton doigt au niveau d’une borne de la pile et suis le trait sans lever le doigt. Peux-tu passer par la lampe, puis par l’interrupteur, et revenir à l’autre borne de la pile ? Si oui, le trajet est continu. Si tu rencontres un espace vide, une coupure ou un interrupteur ouvert, le circuit ne permet pas d’allumer la lampe.<br><br>Quand tu dessines ton propre schéma, commence par la pile. Ajoute ensuite les fils, la lampe et l’interrupteur. Referme la boucle. Indique si l’interrupteur est ouvert ou fermé selon l’effet recherché. Un dessin lisible aide à monter le circuit sans se tromper. Prends l’habitude d’observer, de prévoir, de tester puis de corriger : c’est une démarche de scientifique.

La règle à retenir