Cyberphysique – Courts-circuits

Vous devez être conscient des effets et des dangers des courts-circuits à la fois au KS3 et au GCSE. Au niveau « A », vous devez comprendre pourquoi les composants reçoivent si peu de courant. Voir ci-dessous pour l’explication.

Un court-circuit est un chemin de faible résistance pour le courant à suivre. Il permet à la majorité du courant de passer par cette voie facile et très peu traverse alors le composant qu’il « court-circuite ». Vous observerez des ampoules court-circuitées « s’éteindre » ou très graduées, les moteurs cesseront de tourner et les haut-parleurs cesseront de produire du son.

Ici, nous mesurons la chute de tension sur chaque ampoule. Ils ont une résistance égale en série et partagent donc la tension de l’alimentation et obtiennent 4,5 V chacun.

Ici, l’ampoule a été « court-circuitée ». Il est en parallèle avec un brin de fil et donc la combinaison ampoule et fil ayant une résistance combinée très faible n’obtient pratiquement aucune part de la tension à all.It par conséquent, « s’éteint » et ne s’allume pas du tout. L’autre ampoule reçoit presque toute la tension de la batterie – elle est donc plus lumineuse que les deux du circuit précédent. La chute de tension à travers elle mesure le plein 9V sur le voltmètre.

Les courts-circuits peuvent faire circuler des courants très élevés dans les alimentations ou dans les câblages qu’il n’a pas conçus pour une telle charge. Cela peut entraîner des fils très chauds et créer un risque d’incendie. Des dommages aux composants peuvent survenir.

Les circuits ont généralement un fusible inclus qui « soufflera » si un « court » fait circuler trop de courant. Le courant élevé fait fondre le fil du fusible et crée un espace dans le circuit, rompant la connexion et arrêtant le flux de courant avant qu’un incendie ne se produise ou qu’un composant coûteux ne soit brûlé. Un fusible protégera donc à la fois l’appareil et aidera à prévenir un risque d’incendie.

Essayez de « court-circuiter » les composants des clips Croc……

Pourquoi des « courts-circuits » se produisent-ils?

Lorsque les composants sont en parallèle, la combinaison a une résistance inférieure à l’un ou l’autre des composants isolés.

Ainsi, si un composant est en parallèle avec un morceau de fil conducteur la combinaison de composants court-circuités a moins de résistance que le composant ou le morceau de fil seul aurait et donc le composant court-circuité fait partie d’une combinaison qui a moins de résistance qu’un fil de connexion!. Il obtiendra donc une très petite part de la tension dans le brin (sauf s’il est seul…. ensuite, il obtient le lot de toute façon!).

Si une ampoule en série avec d’autres est court-circuitée, c’est comme si elle n’était pas du tout connectée au brin. Il ne reçoit pratiquement aucune part de la chute de potentiel de la batterie et donc très peu de courant et il ne s’allume pas. Le courant dans le brin augmentera (à mesure que la résistance du brin diminuera) et les autres ampoules s’allumeront plus brillamment (comme elles le feraient si elles n’étaient pas connectées du tout).

Si une ampoule seule dans un brin est court-circuitée, elle obtient toujours la pleine chute de potentiel de la batterie, mais dans un tel agencement parallèle, la plus grande part du courant important tiré de la batterie passe par le brin de résistance la plus faible – le fil de court-circuit. Le fil se taille la part du lion et le composant n’en obtient pratiquement aucun et l’énergie de la batterie est rapidement épuisée. Un tel courant circule que la batterie et les fils deviennent très chauds. Cela peut provoquer un incendie! Si vous court-circuitez un seul composant lorsqu’il est connecté à un pack de laboratoire, l’interrupteur de sécurité se déclenche, empêchant le courant dangereusement élevé de causer un problème.

LOJ (révisé en mai 2005)