Un circuit électrique, c'est quoi ?

Introduction

Un circuit électrique, simple ou complexe, est un ensemble de composants électriques connectés entre eux à travers des fils conducteurs, parcouru par un courant électrique. Le circuit le plus simple, que nous connaissons tous, est celui de la lampe. Il est constitué de 3 composants indispensables, comme montre le schéma ci-dessous :

• La pile ou le générateur: c'est notre source d'énergie qui permet d’alimenter les autres composants .
• La lampe : la source de lumière qui nous éclaire sur une distance plus ou moins longue.
• L’interrupteur: le module de contrôle du circuit qui nous permet d'allumer et éteindre la lampe (interrupteur ouvert ou fermé).

Aujourd’hui, ces circuits électriques, simples ou complexes, sont présents dans nos maisons (éclairage, smartphone, tablette, ordinateur, etc), dans tous nos équipements domotiques (four, télévision, sèche-cheveux, etc) à fin de faciliter notre vie quotidienne. Tout élément de ces circuits est un composant électrique et le plus petit, qui mesure quelques millimètres, intégré dans une carte électronique, s'appelle composant électronique. 

C'est quoi la domotique ? La domotique est tiré du mot d’origine latin domus, qui signifie « maison». Elle désigne l'ensemble des techniques et technologies permettant d'automatiser et de contrôler les équipements électriques et électroniques à fin  d'améliorer notre quotidien. Ce domaine peut également jouer sur le confort, la sécurité et l'efficacité énergétique de nos logements Ce domaine de compétences vise à rendre nos maisons intelligentes en intégrant différents systèmes connectés pilotables localement ou à distance via des interfaces d'interconnexion telles que le Bluetooth, le Wi-Fi, etc., à l'aide d'applications mobiles, d'assistants vocaux ou de capteurs.

Les composants électriques

Les composants sont des élements essentiels qui jouent un rôle déterminant dans la fonction globale dans tout système électrique. en effet, ils permettent de générer, d'ajuster ou de transformer l'électricité en une forme plus adéquate ou précise pour répondre aux besoins demandés. Voici quelques exemples:

• Une  lampe convertit l'électricité en lumière afin d'assurer l'éclairage.
• Dans un radiateur électrique, l'énergie électrique est transformée en chaleur pour chauffer une pièce.
• L’énergie électrique est utilisée par les moteurs électriques pour produire un mouvement mécanique dans divers systèmes, tels que les ventilateurs, les équipements électroménagers, les véhicules électriques, les machines industrielles,
• Dans un ordinateur, l'électricité est transformé en bit 1 ou 0 pour stocker, calculer, analyser, etc des informations numériques.
• La bobine électrique transforme le courant électrique en une force électromagnétique. La photo ci-dessous montre l'intérieur d'un moteur électrique proposée par Troy Winther sur Unsplash
• etc.

Ainsi, ces exemples mettent en évidence la multitude des applications des composants électriques. 

S’agissant d'application élementaire comme l’éclairage, le chauffage, les appareils domestiques (photo ci-dessous par Jakub Żerdzicki sur Unsplash), ou d’autres applications qui nécéssitent des procédures de régulation de contrôle, de stockage d'énergie, etc, ces composants électriques jouent donc un rôle crucial dans le fonctionnement des appareils contemporains, tout en permettant une utilisation efficace et précise de l'énergie électrique.

Les composants électroniques

Dans la conception et l'exécution des installations électriques, que ce soit pour les applications domestiques, industrielles ou technologiques, les composants électroniques (photo ci-dessous par Chris Ried sur Unsplash) jouent un rôle essentiel dans le fonctionnement des montages électriques. Ils facilitent la régulation, la transformation, l'amplification ou le traitement des signaux électriques afin de répondre à des besoins spécifiques.

De ce principe, chaque élément est mis en place pour remplir une tâche afin d'assurer sa fonction principale tout en augmentant son efficacité et ses performances.

Voici ci-dessous un tableau expliquant les fonctions de quelques composants (les plus présents sur nos cartes électriques actuelles):

En utilisant ces divers composants, les circuits électriques peuvent effectuer une multitude de fonctions, allant de l'éclairage aux systèmes de communication complexes ou aux dispositifs médicaux. Ainsi, la fonctionnalité et la fiabilité du montage électrique sont déterminées par une interconnexion judicieuse de ces éléments.

L'électricité et les électrons

L'électricité consiste principalement à déplacer les électrons dans la matière dans un sens unique. Un électron est le tout petit élément portant une charge électrique négative qui gravite autour d'un noyau d’un atome. Pour produire de l'électricité dans un générateur, les électrons se déplacent ensemble d'un atome à un autre dans la matière conductrice et dans un même sens, soit du pôle négatif vers le pôle positif.

Les grandeurs de mesures : Intensité et Tension

Les deux principales unités de mesures dans un circuit électrique sont :

• L'intensité I de courant exprimé en Ampère, est mesurée à l'aide d'un appareil appelé Ampèremètre
• La tension U, appelée également la différence de potentiel, exprimée en Volt, est mesurée entre deux points A et B à l'aide d'un appareil appelé Voltmètre, comme suit : \[ V_{AB}=V_{B} - V_{A} \] .

En effet, un courant I ne peut circuler entre deux points A et B que si V_A est différente de V_B ce qui explique la différence de potentiel (soit le point A et le point B n'ont pas la même valeur de potentiel dans notre circuit).