Un circuit électrique est un ensemble de composants reliés entre eux par des conducteurs afin de permettre la circulation du courant électrique. Pour fonctionner, un circuit doit former une boucle complète reliant les deux bornes d'un générateur.

Selon les composants utilisés, l'énergie électrique peut être transformée en lumière, en chaleur, en mouvement, en son ou en énergie chimique.

Le générateur

Le générateur est l'élément qui fournit l'énergie électrique au circuit. Il crée une différence de potentiel entre ses deux bornes, ce qui met les charges électriques en mouvement lorsque le circuit est fermé.

Une pile, une batterie, une dynamo, un alternateur ou une alimentation secteur sont des générateurs.

Sur les schémas électriques, le générateur est représenté par un symbole normalisé indiquant ses deux bornes : la borne positive (+) et la borne négative (-).

Le récepteur

Le récepteur est un appareil qui reçoit l'énergie électrique et la transforme en une autre forme d'énergie.

Une ampoule transforme principalement l'énergie électrique en lumière et en chaleur. Un moteur électrique la transforme en énergie mécanique. Un haut-parleur la transforme en énergie sonore, tandis qu'une résistance chauffante la transforme presque entièrement en chaleur.

Un même circuit peut comporter plusieurs récepteurs fonctionnant simultanément.

Les conducteurs

Les différents composants sont reliés par des conducteurs électriques, généralement des fils de cuivre ou d'aluminium recouverts d'une gaine isolante.

Les conducteurs offrent une faible résistance au passage du courant. Ils permettent ainsi de transporter efficacement l'énergie électrique entre le générateur et les récepteurs.

Le cuivre est le matériau le plus utilisé dans les installations électriques en raison de son excellente conductivité et de son coût relativement faible.

L'interrupteur

L'interrupteur permet de commander le passage du courant dans un circuit.

Lorsqu'il est fermé, il établit la continuité du circuit et le courant peut circuler. Lorsqu'il est ouvert, il interrompt cette continuité et le courant cesse immédiatement.

Les interrupteurs sont présents dans les habitations, les appareils électroménagers, les véhicules et la plupart des équipements électriques.

Le circuit ouvert

Un circuit ouvert comporte une interruption qui empêche la circulation du courant électrique.

Cette interruption peut être provoquée par un interrupteur ouvert, un fil coupé, un fusible fondu ou un composant défectueux.

Dans un circuit ouvert, aucun récepteur ne fonctionne puisque les charges électriques ne peuvent plus effectuer une boucle complète.

Le circuit fermé

Un circuit fermé constitue une boucle continue reliant les deux bornes du générateur.

Les charges électriques peuvent alors circuler dans tout le circuit et alimenter les différents récepteurs.

Dans une lampe de poche, le simple fait d'appuyer sur l'interrupteur ferme le circuit entre la pile et l'ampoule, ce qui permet à cette dernière de s'allumer.

Le court-circuit

Un court-circuit se produit lorsqu'un conducteur relie directement deux points de potentiel différent en contournant totalement ou partiellement les récepteurs.

La résistance du circuit devient alors très faible et l'intensité du courant augmente brutalement.

Cette surintensité provoque un important échauffement des conducteurs pouvant entraîner la fusion des fils, la détérioration des appareils ou le déclenchement d'un incendie.

C'est pourquoi les installations électriques sont équipées de dispositifs de protection.

Le fusible

Le fusible protège un circuit contre les surintensités.

Il contient un très fin filament métallique calibré pour fondre lorsque l'intensité dépasse une valeur déterminée.

En fondant, le filament ouvre le circuit et interrompt immédiatement le passage du courant, évitant ainsi une surchauffe dangereuse.

Après son déclenchement, un fusible doit être remplacé.

Le disjoncteur

Le disjoncteur assure également la protection des installations électriques contre les surcharges et les courts-circuits.

Contrairement au fusible, il ne fond pas. Lorsqu'il détecte un courant trop important, il ouvre automatiquement le circuit grâce à un mécanisme électromécanique.

Une fois le problème résolu, il peut être réarmé sans être remplacé.

Dans les habitations, le tableau électrique comporte plusieurs disjoncteurs protégeant chacun une partie de l'installation, ainsi qu'un disjoncteur général qui protège l'ensemble du logement.

Les circuits en série

Dans un circuit en série, les composants sont reliés les uns à la suite des autres. Le courant ne peut emprunter qu'un seul chemin.

La même intensité traverse tous les composants du circuit.

Si l'un des composants est retiré ou tombe en panne, le circuit s'ouvre et tous les autres cessent de fonctionner.

Les anciennes guirlandes de Noël fonctionnaient souvent selon ce principe : lorsqu'une ampoule grillait, toute la guirlande s'éteignait.

Les circuits en dérivation

Dans un circuit en dérivation, également appelé circuit parallèle, le courant peut emprunter plusieurs chemins différents.

Chaque branche reçoit la même tension, tandis que le courant se répartit entre les différentes branches selon leurs résistances.

Si une lampe tombe en panne, les autres continuent de fonctionner normalement.

Toutes les installations électriques domestiques sont réalisées en dérivation afin que chaque appareil puisse fonctionner indépendamment des autres.

Le va-et-vient

Un va-et-vient est un montage électrique qui permet de commander un même appareil, le plus souvent une lampe, depuis deux endroits différents.

Il est très utilisé dans les couloirs, les escaliers, les grandes pièces ou les chambres possédant plusieurs accès. Il permet par exemple d'allumer une lampe en entrant dans un couloir puis de l'éteindre à l'autre extrémité.

Le montage comporte deux interrupteurs va-et-vient. Chacun possède une borne commune et deux bornes de sortie. Selon sa position, il relie la borne commune à l'une ou l'autre des deux sorties.

Les deux interrupteurs sont reliés entre eux par deux conducteurs appelés les navettes. La lampe est alimentée lorsque les deux interrupteurs établissent un chemin continu entre la source d'alimentation et le récepteur.

Lorsque les deux interrupteurs sont dans des positions compatibles, le circuit est fermé et le courant circule : la lampe est allumée. Si l'un des deux interrupteurs change de position, le chemin du courant est modifié. Le circuit peut alors s'ouvrir et la lampe s'éteint. Un nouvel appui sur l'un ou l'autre des interrupteurs inverse de nouveau l'état de la lampe.

Chaque interrupteur agit donc indépendamment de l'autre. Quel que soit l'état de la lampe, l'action sur l'un des deux interrupteurs inverse immédiatement son fonctionnement : une lampe allumée s'éteint et une lampe éteinte s'allume.

Le va-et-vient ne possède pas de position fixe correspondant à « allumé » ou « éteint ». L'état de la lampe dépend de la position combinée des deux interrupteurs.

Ce principe peut être étendu à trois points de commande ou davantage en ajoutant un ou plusieurs permutateurs entre les deux interrupteurs va-et-vient.

La mesure de l'intensité

L'ampèremètre mesure l'intensité du courant électrique.

Comme il doit mesurer tout le courant traversant une portion du circuit, il se branche en série avec le composant étudié.

Un ampèremètre possède une très faible résistance afin de perturber le moins possible le fonctionnement du circuit.

Un mauvais branchement en dérivation peut provoquer un court-circuit et endommager l'appareil.

La mesure de la tension

Le voltmètre mesure la différence de potentiel entre deux points d'un circuit.

Il se branche toujours en dérivation aux bornes du composant dont on souhaite mesurer la tension.

Le voltmètre possède une très grande résistance afin de ne laisser circuler qu'un courant extrêmement faible à travers lui et de ne pas modifier le fonctionnement du circuit.

Par exemple, pour mesurer la tension aux bornes d'une pile ou d'une ampoule, les deux bornes du voltmètre sont directement reliées aux bornes de l'élément étudié.