Science et technologie s1554

Les fonctions de conduction et d'isolation

La fonction conduction

La fonction conduction est la fonction d'un composante électrique qui permet au courant de passer. Cette fonction est habituellement assurée par les fils électriques.
Une fois le courant généré par la source d'alimentation, il doit pouvoir circuler dans le circuit afin de rejoindre les différentes composantes électriques. Les éléments qui servent à transporter les électrons, principalement des fils électriques, doivent être fabriqués dans un matériau conducteur afin de permettre le passage du courant électrique tout au long du circuit.

Tous les matériaux ne laissent pas circuler le courant avec la même facilité. Les métaux comme l'argent, l'or et principalement le cuivre sont de bons conducteurs électriques. Un bon conducteur transmet facilement et rapidement le courant. À l'inverse, certains matériaux ne conduisent pas du tout le courant. On utilisera ces mauvais conducteurs pour remplir la fonction d'isolation du circuit.

Dans un circuit, de nombreuses composantes peuvent être utilisées pour remplir la fonction de conduction:

Fil de cuivre

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Circuit imprimé

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Bloc de métal

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Dans le cas des fils électriques, divers facteurs influencent leur conductibilité électrique:

  • La longueur du fil: Plus un fil est long, plus sa résistance est grande et plus sa conductibilité est petite. En fait, la résistance d’un fil est directement proportionnelle à sa longueur.
  • La grosseur du fil: Plus le diamètre du fil est petit, plus sa résistance est grande et plus sa conductibilité est petite. En fait, la résistance d’un fil est inversement proportionnelle à l’aire de sa section, c’est-à-dire au carré de son diamètre (si le fil est cylindrique).
  • La nature du matériau: Certains métaux (argent, cuivre, or, aluminium) sont de meilleurs conducteurs que d’autres (fer, plomb).
  • La température: Plus la température du fil est élevée, plus la résistance du fil sera grande et plus sa conductibilité sera petite.

Le corps humain est un bon conducteur d'électricité, principalement parce qu'il est composé à 70% d'eau. Si une partie du corps entre en contact avec un courant électrique, celui-ci peut rapidement parcourir l'ensemble du corps. Il peut s'ensuivre des blessures, des arrêts respiratoires, voire même la mort. Il est donc important d'empêcher tout contact du corps avec un courant électrique, entre autres, en recouvrant les fils électriques d'une gaine isolante.

La fonction isolation

La fonction isolation est la fonction d’une composante électrique qui empêche le courant de passer. Les isolants empêchent les électrons de quitter les fils électriques.
Les isolants sont des composantes qui assurent la protection contre un contact accidentel avec des éléments conducteurs du circuit électrique. Ils empêchent le courant de quitter le fil électrique. Ainsi, ils permettent d'éviter les chocs électriques et les électrocutions.

Les matières isolantes les plus souvent utilisées sont le verre, la paraffine, le plastique, le silicone et la céramique. Par exemple, un fil électrique est généralement enrobé d’une gaine de plastique isolant afin de nous protéger contre une électrocution et de prévenir les courts-circuits qui peuvent subvenir lors du contact entre deux fils. De la même façon, un point de raccord en céramique empêche les fils conducteurs des lignes à haute tension d'entrer en contact avec d'autres matériaux conducteurs. Aussi, on peut isoler les circuits électriques de leur environnement en les insérant dans un boîtier de plastique.

Gaine de plastique

Source
Ruban isolant électrique

Source
Pièces en céramique isolante électrique

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Les vidéos
Les exercices
Les références