Chap3 : Différents types de circuits.

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1 Chap3 : Différents types de circuits. Items Connaissances Acquis Les dipôles constituant le circuit en série ne forment qu une seule boucle. Sens conventionnel du courant électrique. Symboles normalisés d'une diode. Symboles normalisés d'une diode électroluminescente (DEL). Pour un circuit donné, l ordre des dipôles n influence pas leur fonctionnement. Circuit avec une dérivation. Une installation domestique classique est constituée d appareils en dérivation. Capacités. C3.2 Réaliser un montage en série à partir d un schéma. Faire le schéma normalisé d un montage en série en respectant les conventions. C3.3 Raisonner, argumenter, pratiquer une démarche expérimentale C3.3 Valider ou invalider une hypothèse. C3.2 Réaliser un montage avec une dérivation à partir d un schéma. Faire le schéma normalisé d un circuit avec une dérivation en respectant les conventions. I. La circulation du courant électrique. AE : Le moteur électrique. Quelle est la différence entre les deux circuits schématisés ci-contre? Les bornes du générateur ont été Inversées. 2. Réalisez successivement les deux circuits. Quelle différence de fonctionnement observez-vous? Levez la main pour faire vérifier votre circuit avant d allumer le générateur! - Le sens de rotation du moteur dépend du sens de branchement de la pile (du générateur). - L éclat de la lampe ne dépend pas du sens de branchement du générateur. Conclusion : Le courant électrique circule dans un sens précis appelé sens conventionnel. Il circule à l'extérieur du générateur, de la borne + vers la borne -. Remarques : - Le sens du courant s indique sur un schéma par une flèche. - Un moteur est un dipôle polarisé car son fonctionnement dépend de son sens de branchement par rapport au générateur, la lampe n'est pas un dipôle polarisé. M M Page 1 sur 7

2 Exercices : 2p130 : trouve le sens de rotation. Le moteur tourne dans l autre sens. 4p130 : Complète le schéma. 3p130 : Prévois une observation. L éclat d une lampe reste le même, quel que soit le sens du courant dans le circuit. II. Associations de dipôles. AE : Gaston refais son bureau. Gaston peut faire deux circuits différents qui ne fonctionnent pas de façon identique. Dessinez les différentes boucles en utilisant des couleurs différentes. Indiquez le sens du courant (lorsqu il y en a un). Schéma Observation Dessin des boucles et du sens du courant Les trois lampes sont éteintes L lampe du haut est allumée Les 2 lampes du bas éteintes Les trési lampes sont allumées Interprétation La boucle rouge et la boucle verte sont est ouvertes La boucle rouge est fermée A boucle verte est ouverte La boucle rouge et la boucle verte sont fermées Définitions : Une boucle est une portion «fermée ou ouverte» du circuit qui contient le générateur. Des dipôles sont associés en série si tous les dipôles sont branchés les uns à la suite des autres en ne formant qu une boucle. Deux dipôles sont associés en dérivation lorsque l un d eux est branché aux bornes (par-dessus) de l autre en formant plusieurs boucles. Page 2 sur 7

3 Exercices : 2p144Complète le schéma. 3p144 : Choisis la bonne réponse. c. 13p146 : Qui fonctionne? a. Les trois lampes sont dans la même boucle : plus rien ne fonctionne. b. L2 est dans la même boucle que L1 : elle ne fonctionne pas. L3 est dans une autre boucle : elle peut fonctionner. c. Les trois lampes sont en dérivation : L2 et L3 fonctionnent. 20p147 : Le lustre du salon. 4p144 : Colorie les lampes allumées. a. Les lampes sont toutes éteintes car L1 appartient aux deux boucles. b. 7p144 : Choisis la ou les affirmations exactes. a et b 9p145 : Schématiser un circuit en dérivation. 12p145 : Prévoir le fonctionnement d un circuit électrique fils. 3. Le moteur ne fonctionne pas car la boucle qui le contient est ouverte. Page 3 sur 7

4 III. Influence de l ordre des dipôles dans un circuit en série. Activité 3p124 : L éclat de la lampe dépend il de sa position dans le circuit? L éclat de la lampe est normal. 2. L éclat de la lampe ne varie pas : celle-ci brille toujours normalement. 3. L éclat d une lampe ne dépend pas de la position de la lampe dans le circuit, car dans un circuit en boucle, le courant est le même en tous points du circuit. Conclusion : Dans un circuit en série, l ordre de branchement des dipôles n a pas d importance. Exercices: 6p130 : Choisis un montage. L éclat de la lampe ne dépend pas de sa position dans le circuit : il est le même dans tous les montages schématisés. 9p131 : identifier un circuit en boucle. On dévisse une lampe. Si tout s éteint, cela signifie que le courant ne passe plus dans le circuit, qui était bien en boucle. 10p131 : Choisir un montage. Supposons qu à la maison, le lave-linge, le four et les lampes d éclairage soient branchés en boucle. Lorsque l un tomberait en panne, le courant ne passerait plus dans le circuit et les autres ne pourraient plus fonctionner. 19p132 : Pour aller plus loin. La lampe L2 n est pas grillée, car si elle l était, L1 ne brillerait pas. 2. Le courant passe, mais n est pas assez fort pour que la lampe s éclaire. 3. Cela ne change rien : l éclat d une lampe ne dépend pas de son sens de branchement. 21p133 : Jeu d adresse. Pour que le circuit fonctionne, il faut un générateur Montage du jeu : 16p132 : Fonctionnement d un circuit simple. 2. Si une lampe grille, le courant ne peut plus passer dans le circuit : l autre lampe est éteinte. 3. Le courant passe alors par le fi l de courtcircuit et dans tout le circuit : la lampe est allumée et brille normalement. 23p133 : Cherche la panne. Marie utilise soit le fil électrique en guise de fil de court-circuit (mais il faut le dénuder) soit elle essaie sa lampe de rechange à la place de chacune des lampes de la guirlande (méthode la plus pratique). Attention : l expérience ne doit pas être faite à la maison. Page 4 sur 7

5 IV. Les diodes Une diode se présente sous la forme d'un petit cylindre noir présentant un anneau gris argenté sur l'une de ses extrémités. Symbole diode : La Diode électroluminescente (D.E.L.) est une diode qui émet de la lumière (rouge, verte, jaune ou blanche) lorsqu elle est traversée par un courant. Symbole DEL : Symbole d un résistor : AE : Evaluation expérimentale Une diode (ou une DEL) est un dipôle polarisé car elle se comporte selon son sens de branchement comme un interrupteur ouvert ou fermé Schéma Diode passante Diode non passante Schéma équivalent Application : protection des circuits Exercices : 5p130 : choisis la bonne réponse. Schéma a : la diode est branchée dans le sens passant. courant et la lampe serait éteinte, ce qui n est pas le cas. 13p131 : identifier un dipôle inconnu. Dans les deux cas, la lampe s allume. 2. Dans les deux cas, le courant passe. 3. Si le dipôle inconnu était une diode, dans un des deux sens, il ne laisserait pas passer le AD 2p128 : La DEL : un témoin du courant. Le sens passant de la DEL est le sens dans lequel elle est branchée lorsqu elle s allume. 2. Comme la diode, la DEL laisse passer le courant dans son sens passant, mais en plus elle s allume pour indiquer que le courant passe, c est-à-dire que le circuit fonctionne. 3. Si elle est branchée à l envers, la DEL se comporte comme un interrupteur fermé et ne laisse pas passer le courant. Page 5 sur 7

6 Exercices : 11p131 : Étudier le fonctionnement d un circuit. 2. Elle a réalisé le montage correspondant au premier ou au deuxième schéma. Elle a enlevé la diode bloquante p132 : Sécurité. 12p131 : Prévois le fonctionnement d un circuit électrique. Le moteur fonctionne dans les circuits a et c, car les diodes sont branchées dans le sens passant Dans le montage b, le moteur ne peut pas fonctionner car la première diode est branchée à l envers. 14p132 : Utilisation de deux diodes. 17p132 : un testeur de sens du courant (Avec dérivation) Si A est relié à la borne + du générateur, le courant passe dans la DEL verte et celle-ci s allume. Si B est relié à la borne + du générateur, le courant passe cette fois dans la DEL rouge et celle-ci s allume. 20p133 : Ca marche à tout le coup. (Avec dérivation) Modifier d un montage à l autre le sens de branchement de la pile et indiquer sur ces montages (e sens du courant. Page 6 sur 7

7 V. Bilan. Circuit en série Page 7 sur 7