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title: "Le courant électrique et ses effets"
book: "Physique du primaire et du collège"
subject: physics
language: fr
chapter: 54
exercises: 12
source: https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/54-le-courant-electrique-et-ses-effets
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# Chapitre 54 — Le courant électrique et ses effets

Le courant a marché, anonyme et utile, à travers cinq années de circuits : filaments allumés, [moteurs](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/41-circuits-electriques-et-securite#ex-g6-circuits-and-safety-motor) qui tournent, [vibreurs](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/41-circuits-electriques-et-securite#ex-g6-circuits-and-safety-motor) qui sonnent. Cette année, l’électricité devient quantitative — appareils de mesure, [unités](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/37-la-mesure-en-science-unites-et-instruments#def-g6-measurement-in-science-measuring) et lois — et nous ouvrons par un inventaire : que peut *faire* un courant, exactement ? Trois effets, en fin de compte, et tout le monde électrique est bâti avec eux.

## 54.1 Les trois effets

**Proposition 54.1 (Les effets du courant électrique).**

Un courant qui traverse la matière se manifeste par trois effets :

1. l’ *effet thermique* : tout courant échauffe le [conducteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/22-conducteurs-et-isolants#def-g4-conductors-insulators-conductor) qu’il traverse — doucement dans les bons fils, férocement dans les fils fins ou surchargés, jusqu’au blanc et à dessein dans les filaments et les grille-pain ;
2. l’ *effet magnétique* : un courant rend magnétiques ses environs — un fil fait dévier l’aiguille d’une [boussole](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/25-les-aimants-et-la-boussole#def-g4-magnets-and-compass-compass) voisine, et un fil enroulé devient un véritable [aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) , avec des pôles, que l’on peut commander à volonté ;
3. l’ *effet chimique* : en traversant certains [liquides](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/14-solides-liquides-gaz#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) , un courant provoque des transformations chimiques — il décompose l’eau en deux [gaz](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/14-solides-liquides-gaz#def-g3-solids-liquids-gases-gas) , argente des cuillères, charge et décharge toutes les [piles](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) .

**Exemple 54.2 (L’effet thermique au travail).**

Voulu : les barreaux rougeoyants du grille-pain, la résistance cachée de la bouilloire, le filament chauffé à blanc des vieilles lampes, le [fusible](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/48-courts-circuits-et-securite-electrique#def-g7-short-circuits-safety-fuse) construit pour [fondre](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/9-glace-eau-vapeur#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze) le premier. Subi : les chargeurs de téléphone tièdes, le dessous brûlant des ordinateurs portables — et la menace du [court-circuit](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/48-courts-circuits-et-securite-electrique#def-g7-short-circuits-safety-device), que tu as étudiée comme la signature du coupable. Un seul effet, serviteur et danger, dosé par l’intensité avec laquelle le courant circule — une dose que nous apprendrons à *[mesurer](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/37-la-mesure-en-science-unites-et-instruments#def-g6-measurement-in-science-measuring)* au chapitre suivant.

![L’effet thermique, incandescent : le courant forcé dans la résistance du grille-pain la chauffe au rouge.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g8-electric-current-effects/img-b251f7c1cdb9.jpg)

*L’[effet thermique](#prop-g8-electric-current-effects-three), incandescent : le courant forcé dans la résistance du grille-pain la chauffe au rouge.*

## 54.2 Le courant fabrique des aimants

**Exemple 54.3 (La boussole trahit le fil).**

Il y a deux siècles, pendant un cours, un physicien remarqua qu’une aiguille de [boussole](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/25-les-aimants-et-la-boussole#def-g4-magnets-and-compass-compass) tressaillait chaque fois qu’il fermait un circuit sur la paillasse voisine. Ce tressaillement — à peine un frémissement d’aiguille — fut le premier pont jamais vu entre l’électricité et le magnétisme, deux sciences jusque-là aussi séparées que la météo et la musique. Pose une [boussole](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/25-les-aimants-et-la-boussole#def-g4-magnets-and-compass-compass) à côté d’un fil et allume : l’aiguille se déplace ; inverse le courant, et elle se déplace dans l’autre sens. Le courant crée du magnétisme autour de lui, avec un sens.

**Définition 54.4 (Électroaimant).**

Un *électroaimant* est une bobine de fil isolé — souvent enroulée autour d’un noyau de fer — qui devient un [aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) tant qu’un courant la traverse : [pôle nord](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/25-les-aimants-et-la-boussole#def-g4-magnets-and-compass-poles), [pôle sud](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/25-les-aimants-et-la-boussole#def-g4-magnets-and-compass-poles), pouvoir d’[attirer](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) le fer, et tout le reste. Contrairement à tout [aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) de pierre, il obéit à un [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) : courant allumé, [aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) présent ; courant coupé, [aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) disparu ; courant inversé, pôles échangés.

![L’électroaimant : une bobine et un courant font un aimant qu’un interrupteur peut créer, détruire ou retourner.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g8-electric-current-effects/fig-e10fa33b375a.svg)

*L’[électroaimant](#def-g8-electric-current-effects-electromagnet) : une bobine et un courant font un [aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) qu’un [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) peut créer, détruire ou retourner.*

**Exemple 54.5 (Le magnétisme commandable fait tourner le monde).**

La grue de la casse saisit une voiture avec un [électroaimant](#def-g8-electric-current-effects-electromagnet) et la lâche en ouvrant un [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) — essaie donc avec un [aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) de pierre. Les serrures électriques, le claquement d’un relais, le marteau de la sonnette (un [électroaimant](#def-g8-electric-current-effects-electromagnet) qui l’arrache vers le timbre, coupe son propre courant et le laisse revenir en arrière : le grelot érigé en loi), la tête de lecture des vieux téléphones et, surtout, tous les [moteurs](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/41-circuits-electriques-et-securite#ex-g6-circuits-and-safety-motor) électriques : du magnétisme fabriqué par le courant qui pousse contre des [aimants](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet), des milliers de fois par seconde. L’[effet magnétique](#prop-g8-electric-current-effects-three) est le muscle de l’âge électrique.

**Méthode 54.6 (Bobiner un électroaimant).**

1. enrouler un ou deux [mètres](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/7-mesurer-les-longueurs#def-g2-measuring-length-units) de fil isolé fin en spires serrées et bien rangées autour d’un gros clou ou d’un boulon en fer, en laissant deux extrémités libres ;
2. relier les extrémités à une [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) par l’intermédiaire d’un [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) (jamais directement pendant longtemps — la bobine est presque un [court-circuit](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/48-courts-circuits-et-securite-electrique#def-g7-short-circuits-safety-device) et s’échauffe : l’ [effet thermique](#prop-g8-electric-current-effects-three) chaperonne l’expérience) ;
3. fermer brièvement l’ [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) : la tête du clou attrape des trombones ; l’ouvrir : ils tombent ;
4. tester à la [boussole](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/25-les-aimants-et-la-boussole#def-g4-magnets-and-compass-compass) : les deux extrémités de la bobine se comportent comme un pôle N et un pôle S — et s’échangent quand on retourne la [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) .

Plus de spires, prise plus ferme : on dose le magnétisme en bobinant.

## 54.3 L’effet chimique

**Exemple 54.7 (Du courant dans l’eau).**

Plonge deux mines de crayon reliées à une [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) dans de l’eau rendue légèrement conductrice (une cuillerée de cristaux de soude y aide), et regarde : de minuscules bulles filent des deux mines — deux [gaz](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/14-solides-liquides-gaz#def-g3-solids-liquids-gases-gas) différents, nés de l’eau elle-même, avec deux fois plus de [volume](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/38-masse-et-volume#def-g6-mass-and-volume-volume) à une mine qu’à l’autre. Le courant est en train de démonter l’eau en ses deux composants invisibles. Cette porte entre l’électricité et la chimie — l’*électrolyse* — argente des cuillères bon marché, arrache l’aluminium à son minerai, et appartient surtout à ton cours de chimie ; la physique la salue et poursuit sa route.

**Exemple 54.8 (Toute pile est cet effet à l’envers).**

À l’intérieur de toute [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery), c’est la chimie qui pousse le courant : une réserve d’[énergie](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/29-lenergie-dans-la-vie-de-tous-les-jours#def-g5-everyday-energy-energy) chimique met la marche en route et se dépense en servant — le vidage que tu connais depuis que la lampe de poche a faibli. Les accumulateurs rechargeables bouclent la boucle : le chargeur [force](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/12-pousser-et-tirer-les-forces#def-g2-pushes-and-pulls-force) un courant *à l’envers*, et l’[effet chimique](#prop-g8-electric-current-effects-three) reconstruit la réserve. Du chimique à l’électrique, de l’électrique au chimique : un seul effet, deux sens, et toute l’industrie de la [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery).

**Remarque 54.9 (Les effets comme détecteurs).**

Les trois effets répondent à une question qui te laissait perplexe du temps où tu étais l’apprenti au testeur : comment *voir* un courant — une marche invisible dans un fil [opaque](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/49-sources-de-lumiere-et-propagation#def-g7-light-sources-propagation-coats) ? Par ses actes. Un fil qui chauffe, une [boussole](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/25-les-aimants-et-la-boussole#def-g4-magnets-and-compass-compass) qui tressaille, une bulle qui file : chacun trahit la marche. Tous les instruments de mesure du courant jamais construits lisent l’un des trois effets — et celui qui attend au chapitre suivant lit le tressaillement magnétique, raffiné en un cadran chiffré.

## 54.4 Exercices

**Exercice 54.1 ★.**

Nomme les trois effets du [courant électrique](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/47-circuits-boucles-serie-derivation#def-g7-circuits-series-parallel-current), chacun avec un usage où il nous sert.

**Solution de Exercice 54.1.**

Thermique (le grille-pain, la bouilloire, le filament) ; magnétique (l’[électroaimant](#def-g8-electric-current-effects-electromagnet), le [moteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/41-circuits-electriques-et-securite#ex-g6-circuits-and-safety-motor), la sonnette) ; chimique (l’argentage, la décomposition de l’eau, la charge des accumulateurs).

**Exercice 54.2 ★.**

Quel effet, dans chaque scène : un [fusible](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/48-courts-circuits-et-securite-electrique#def-g7-short-circuits-safety-fuse) qui fond ; une sonnette qui martèle ; des bulles aux mines de crayon ; la lueur d’un grille-pain ; la prise d’une grue de casse ?

**Solution de Exercice 54.2.**

Thermique ; magnétique ; chimique ; thermique ; magnétique.

**Exercice 54.3 ★.**

Qu’a révélé le tressaillement de la [boussole](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/25-les-aimants-et-la-boussole#def-g4-magnets-and-compass-compass) posée près de la paillasse du cours ? Qu’arrive-t-il au tressaillement quand le courant s’inverse ?

**Solution de Exercice 54.3.**

Qu’un courant crée du magnétisme autour de son fil — le premier pont entre l’électricité et le magnétisme. Inverser le courant inverse le tressaillement.

**Exercice 54.4 ★.**

Cite trois pouvoirs qu’un [électroaimant](#def-g8-electric-current-effects-electromagnet) possède et qu’aucun [aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) de pierre ne peut égaler.

**Solution de Exercice 54.4.**

On peut l’éteindre, l’allumer et retourner ses pôles à volonté — et sa [force](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/12-pousser-et-tirer-les-forces#def-g2-pushes-and-pulls-force) se dose (plus de spires, plus de courant). Un [aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) de pierre ne sait rien faire de tout cela.

**Exercice 54.5 ★.**

Dans la méthode de bobinage, pourquoi le fil doit-il être isolé ? Et pourquoi la bobine ne doit-elle pas rester longtemps branchée sans charge utile ?

**Solution de Exercice 54.5.**

Des spires nues qui se touchent laisseraient le courant prendre un raccourci en travers de l’enroulement au lieu de faire le tour de la bobine — l’[isolant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/22-conducteurs-et-isolants#def-g4-conductors-insulators-insulator) impose le long chemin qui aimante. Par ailleurs, la bobine seule s’oppose très peu à la marche : laissée branchée, elle est presque un [court-circuit](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/48-courts-circuits-et-securite-electrique#def-g7-short-circuits-safety-device) et échauffe la bobine et la [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) — l’[effet thermique](#prop-g8-electric-current-effects-three) fait le chaperon.

**Exercice 54.6 ★.**

Comment le grutier relâche-t-il la voiture ? Compare avec ce qu’exigerait un [aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) de pierre de [force](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/12-pousser-et-tirer-les-forces#def-g2-pushes-and-pulls-force) égale.

**Solution de Exercice 54.6.**

En ouvrant un [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) : courant coupé, magnétisme disparu, voiture lâchée. Un [aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) de pierre d’une telle [force](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/12-pousser-et-tirer-les-forces#def-g2-pushes-and-pulls-force) tiendrait pour toujours — relâcher la voiture exigerait des machines pour l’en arracher.

**Exercice 54.7 ★.**

Quelle conversion d’[énergie](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/29-lenergie-dans-la-vie-de-tous-les-jours#def-g5-everyday-energy-energy) a lieu à l’intérieur d’une [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) en service ? Et à l’intérieur d’un accumulateur sur son chargeur ?

**Solution de Exercice 54.7.**

En service : l’[énergie](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/29-lenergie-dans-la-vie-de-tous-les-jours#def-g5-everyday-energy-energy) chimique en réserve devient de l’[énergie](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/29-lenergie-dans-la-vie-de-tous-les-jours#def-g5-everyday-energy-energy) électrique qui met la marche en route (et finit en [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source), en mouvement, en [chaleur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/34-chaleur-et-isolation#def-g5-heat-and-insulation-heat)). Sur le chargeur : de l’[énergie](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/29-lenergie-dans-la-vie-de-tous-les-jours#def-g5-everyday-energy-energy) électrique forcée à l’envers à travers l’élément reconstruit la réserve chimique.

**Exercice 54.8 ★.**

Pourquoi les trois effets sont-ils précieux comme *détecteurs* ? Quel effet l’instrument du chapitre suivant raffinera-t-il en un nombre ?

**Solution de Exercice 54.8.**

Parce que la marche elle-même est invisible : seuls ses actes la trahissent. Échauffement, tressaillement, bullage sont les seules signatures du courant — et l’instrument du chapitre suivant raffine le tressaillement magnétique en une lecture chiffrée.

**Exercice 54.9 ★★.**

La sonnette : un [électroaimant](#def-g8-electric-current-effects-electromagnet) arrache le marteau vers le timbre, mais le marteau en mouvement coupe son propre circuit ; un ressort le ramène, ce qui rétablit le contact — et ainsi de suite. Parcours un cycle complet et explique pourquoi ce montage *doit* grelotter plutôt que tenir.

**Solution de Exercice 54.9.**

Bouton pressé : le courant circule, l’[électroaimant](#def-g8-electric-current-effects-electromagnet) arrache le marteau, ding — mais le mouvement du marteau ouvre un contact dans sa propre alimentation ; le magnétisme meurt, le ressort ramène le marteau, ce qui rétablit le contact ; le courant revient, nouvel arrachement — et ainsi de suite, plusieurs fois par seconde. Tenir est impossible par construction : l’arrachement coupe toujours sa propre cause — et le grelottement *est* la sonnerie.

**Exercice 54.10 ★★.**

Un relais est un [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) fermé par un [électroaimant](#def-g8-electric-current-effects-electromagnet) : un petit courant dans la bobine ferme des contacts qui portent un gros courant dans un autre circuit. Explique pourquoi cela permet à un thermostat délicat de commander sans danger un radiateur électrique vorace — et quels deux circuits ne se touchent jamais.

**Solution de Exercice 54.10.**

Les contacts fragiles du thermostat ne portent que le petit courant de la bobine ; le magnétisme de la bobine ferme de robustes contacts qui portent le courant vorace du radiateur dans une boucle séparée. Le petit commande le grand, et les deux circuits ne se touchent jamais — la main délicate tire un [levier](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/17-leviers-et-balances#def-g3-levers-and-scales-lever), non la charge.

**Exercice 54.11 ★★.**

L’aiguille de ta [boussole](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/25-les-aimants-et-la-boussole#def-g4-magnets-and-compass-compass) tressaille chaque fois qu’un fil caché dans le mur porte du courant. Conçois à partir de ce fait un détecteur de fils dans les murs : protocole, ce que signifie un fort tressaillement, et une limite honnête de l’instrument (pense à ce qui fait bouger d’autre une aiguille de [boussole](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/25-les-aimants-et-la-boussole#def-g4-magnets-and-compass-compass)).

**Solution de Exercice 54.11.**

Protocole : tenir la [boussole](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/25-les-aimants-et-la-boussole#def-g4-magnets-and-compass-compass) à plat contre le mur, loin des meubles métalliques ; balayer lentement ; là où l’aiguille tressaille quand on allume et éteint l’appareil suspect, un fil parcouru par un courant passe. Un fort tressaillement signifie un courant proche ou intense. Limite honnête : les aiguilles répondent aussi aux canalisations en fer, aux [aimants](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) et à la Terre elle-même — seul un tressaillement qui suit la commande allumé–éteint prouve un courant.

**Exercice 54.12 ★★★.**

Un [moteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/41-circuits-electriques-et-securite#ex-g6-circuits-and-safety-motor) électrique, en esquisse : une bobine montée sur un [axe](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/43-le-systeme-soleilterrelune#def-g6-sun-earth-moon-axisorbit) se trouve entre les pôles d’un [aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) ; le courant rend la bobine magnétique ; les attractions et répulsions des pôles font tourner l’[axe](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/43-le-systeme-soleilterrelune#def-g6-sun-earth-moon-axisorbit) — et, juste au moment où la bobine allait s’immobiliser alignée, le courant qui la traverse est inversé, si bien qu’elle doit poursuivre cet alignement pour toujours. Explique, pôle par pôle, pourquoi cette inversion est indispensable — que ferait le [moteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/41-circuits-electriques-et-securite#ex-g6-circuits-and-safety-motor) sans elle ? (Tu viens d’expliquer pourquoi les [moteurs](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/41-circuits-electriques-et-securite#ex-g6-circuits-and-safety-motor) contiennent un contact inverseur — et la moitié de la façon dont l’âge électrique fait tourner ses roues.)

**Solution de Exercice 54.12.**

Le courant rend la bobine magnétique ; les pôles contraires de la bobine et du bâti s’attirent, les pôles de même nom se repoussent, et la bobine tourne vers la position d’alignement. Sans inversion, elle atteindrait cet alignement et s’arrêterait — un demi-tour, puis un frémissement jusqu’au repos : un ferme-porte, non un [moteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/41-circuits-electriques-et-securite#ex-g6-circuits-and-safety-motor). Inverser le courant à l’instant de l’alignement échange les pôles de la bobine : l’attraction d’hier devient répulsion, l’alignement devient la pire place où se trouver, et la bobine doit poursuivre sans fin un but qui lui échappe à chaque demi-tour — une poursuite perpétuelle, c’est-à-dire une rotation.

## 54.5 Problème : l’atelier de l’inventeur

**Problème 54.1.**

Problème du week-end — une pile, trois effets, cinq inventions ; une soirée dans l’atelier de l’inventeur

L’établi de l’atelier porte des [piles](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery), du fil, des clous en fer, une [boussole](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/25-les-aimants-et-la-boussole#def-g4-magnets-and-compass-compass), deux mines de crayon, un bocal d’eau additionnée de soude — et un carnet d’inventions à moitié construites, à évaluer.

**Partie I — faire l’inventaire.**

1. Esquisse le banc d’essai des trois effets de l’atelier : pour une [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) et un [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) , décris un montage qui montre les trois effets à la fois (un fil fin qui chauffe, une [boussole](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/25-les-aimants-et-la-boussole#def-g4-magnets-and-compass-compass) à côté d’un [conducteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/22-conducteurs-et-isolants#def-g4-conductors-insulators-conductor) , le bocal dans la boucle). Dans quelle disposition les trois démonstrations doivent-elles se trouver — [en série](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/23-les-circuits-en-serie#def-g4-series-circuits-series) ou [en dérivation](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) — pour qu’un seul [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) les commande toutes ?
2. Le fil fin de démonstration s’échauffe alors que les gros fils d’alimentation restent froids, dans la même boucle. Quel fait du premier chapitre sur la boucle [en série](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/23-les-circuits-en-serie#def-g4-series-circuits-series) rend cela *plus* intéressant qu’il n’y paraît — qu’est-ce qui est égal dans les deux fils, et qu’est-ce qui diffère ?
3. La [boussole](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/25-les-aimants-et-la-boussole#def-g4-magnets-and-compass-compass) tressaille vers l’est quand l’ [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) se ferme. Quels deux changements, faits ensemble, laisseraient le tressaillement exactement tel qu’il était ?
4. Les bulles filent deux fois plus vite d’une mine de crayon que de l’autre. Que cela suggère-t-il sur les deux composants de l’eau ? (La chimie confirmera le rapport.)

**Partie II — évaluer les inventions.**

5. Invention : « la sonnette silencieuse » — un [électroaimant](#def-g8-electric-current-effects-electromagnet) qui tire une fois un marteau feutré et le maintient jusqu’au relâchement du bouton. Quelle pièce du mécanisme classique de la sonnette l’inventeur doit-il *supprimer* , et qu’entendra le visiteur ?
6. Invention : « le trieur magnétique » — de la ferraille sur un tapis roulant passe sous un [électroaimant](#def-g8-electric-current-effects-electromagnet) qui en extrait le fer et l’acier. Que se passe-t-il au bac de largage, et pourquoi le trieur laisse-t-il les canettes en aluminium sur le tapis (deux faits sur les [aimants](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) , vus les années précédentes, répondent) ?
7. Invention : « le retourne-pôles » — une [boussole](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/25-les-aimants-et-la-boussole#def-g4-magnets-and-compass-compass) montée au-dessus d’une bobine, qui bascule chaque fois qu’un [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) caché retourne la [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) . Quelle propriété du magnétisme fabriqué par le courant est exploitée ?
8. Invention : « l’électrolyseur éternel » — un argentage alimenté par une [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) qui « se recharge elle-même grâce à l’argentage ». Oppose ton veto, en citant les deux sens de la [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) du chapitre et une loi plus ancienne sur l’ [énergie](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/29-lenergie-dans-la-vie-de-tous-les-jours#def-g5-everyday-energy-energy) .

**Partie III — le chef-d’œuvre de la soirée.** L’inventeur termine par un jeu de grue pour la fête foraine : un manche à balai, un petit [électroaimant](#def-g8-electric-current-effects-electromagnet) au bout de câbles, un bac de babioles en fer.

9. Écris le scénario du coup gagnant en langage d’effets : que se passe-t-il à la « prise », pendant le déplacement, et au « lâcher » ?
10. Les visiteurs se plaignent que la grue laisse tomber les lots en plein déplacement dès que la vieille [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) faiblit. Quelle propriété de l’ [électroaimant](#def-g8-electric-current-effects-electromagnet) — vertu et faiblesse en une seule — est ici à l’œuvre ?
11. L’inventeur double le nombre de spires de la bobine pour arranger cela. Prédis l’effet sur la prise, et nomme l’autre dose (du côté de la [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) ) que le chapitre suivant nous permettra de chiffrer.
12. Dernière page du carnet : rédige le résumé de l’atelier — une phrase par effet, chacune nommant la plus belle invention de la soirée qui s’en sert.

**Solution de Problème 54.1.**

**1.** Les trois démonstrations en *série* sur une seule boucle avec l’[interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) : une seule marche sert tour à tour le fil qui chauffe, le fil de la [boussole](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/25-les-aimants-et-la-boussole#def-g4-magnets-and-compass-compass) et le bocal — un [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch), trois effets. **2.** La loi de la série : le *même* courant traverse le gros fil comme le fin. Ce qui diffère, c’est seulement la route — le fil fin souffre davantage de la marche et s’échauffe : même dose, patient différent. **3.** Retourner la [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) *et* faire passer le fil de l’autre côté de la [boussole](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/25-les-aimants-et-la-boussole#def-g4-magnets-and-compass-compass) (ou retourner la [boussole](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/25-les-aimants-et-la-boussole#def-g4-magnets-and-compass-compass)) : deux inversions se compensent, et le tressaillement reste vers l’est. **4.** Que les deux composants de l’eau sont présents dans une proportion de deux pour un — deux fois plus de [gaz](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/14-solides-liquides-gaz#def-g3-solids-liquids-gases-gas) d’une mine que de l’autre. **5.** Supprimer le contact [auto-interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) (la pièce que le mouvement du marteau ouvre) : l’[électroaimant](#def-g8-electric-current-effects-electromagnet) maintient alors le marteau feutré contre le timbre, en silence — le visiteur entend un unique « toc » étouffé, et plus rien. **6.** Au bac, l’opérateur ouvre l’[interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) de la bobine : le magnétisme s’évanouit, le fer tombe. L’aluminium poursuit sa route parce que les [aimants](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) — de pierre ou fabriqués par le courant — ne saisissent que la famille du fer, et que l’aluminium ne leur a jamais répondu. **7.** Que les pôles d’un [aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) fabriqué par le courant suivent le sens du courant : inverse l’un, tu inverses l’autre. **8.** Une [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) alimente l’argentage en *dépensant* sa réserve chimique ; reconstruire une réserve exige de l’[énergie](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/29-lenergie-dans-la-vie-de-tous-les-jours#def-g5-everyday-energy-energy) forcée depuis l’extérieur. Une [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) qui se remplirait grâce au travail même qu’elle paie, c’est encore la machine à mouvement perpétuel — l’addition d’[énergie](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/29-lenergie-dans-la-vie-de-tous-les-jours#def-g5-everyday-energy-energy) ne peut pas se payer elle-même. **9.** La prise : l’[interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) se ferme, la bobine s’aimante, la babiole est retenue. Le déplacement : courant maintenu, prise maintenue — l’[effet magnétique](#prop-g8-electric-current-effects-three) est de service. Le lâcher : l’[interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) s’ouvre au-dessus de la goulotte, le magnétisme meurt, le lot tombe. **10.** Que l’[électroaimant](#def-g8-electric-current-effects-electromagnet) vit par son courant : [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) qui faiblit, marche plus faible, prise plus faible — le prix de la commandabilité est la dépendance. (L’[aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) de pierre ne faiblit jamais — et ne lâche jamais.) **11.** Plus de spires, [aimant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/6-les-aimants#def-g1-magnets-magnet) plus fort à courant égal : prise plus ferme. L’autre dose est l’intensité du courant lui-même — l’*intensité*, mesurée au chapitre suivant. **12.** Par exemple : « Thermique : le [fusible](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/48-courts-circuits-et-securite-electrique#def-g7-short-circuits-safety-fuse), qui meurt le premier et fidèlement. Magnétique : le jeu de la grue, qui saisit et lâche sur commande. Chimique : le bocal d’argentage, qui argente des cuillères avec la patience d’une [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery). »