Exercices corrigés Electricité niveau 3ème Impression : Imprimez deux pages sur une page

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1 Exercices corrigés Electricité niveau 3ème Impression : Imprimez deux pages sur une page Exercice 2 page 157 (chapitre 3) a) Les oscillogrammes 1, 2 et 3 représentent une tension périodique car on peut constater que le signal est formé d un motif qui se répète régulièrement. b) Les oscillogrammes 1 et 3 représentent une tension alternative car on peut constater la tension prend successivement des valeurs positives et négatives qui se compensent. Exercice 3 page 157 (chapitre 3) a) On utilise un oscilloscope pour obtenir ces deux courbes car on visualise sur les figures 1 et 2 des oscillogrammes. b) La figure 1 caractérise une tension continue car le signal garde la même valeur de tension au cours du temps. La figure 2 représente une tension variable car la tension ne garde pas la même valeur au cours du temps. c) Un générateur basse fréquence délivre une tension variable. Une pile délivre une tension continue. Exercice 5 page 157 (chapitre 3) a) L abréviation «B 2 ms/div» est le calibre choisi pour le temps. Il exprime le fait qu horizontalement, une division correspond à une durée de 2 ms. b) Pour mesurer la période, il faut identifier un motif qui permet de reconstruire toute la courbe en le translatant. Ici, on peut utiliser 3 motifs : entre A et E, entre B et F et entre C et G. c) Pour mesurer la période, nous allons choisir les points C et G car le point C correspond au début d une division et se sera donc plus simple de mesurer le nombre de division qui correspond à la durée du motif. Nombre de division du motif 2,5 divisions T Nombre de division du motif calibre

2 T 2,5 divisions 2 ms/division T 5 ms Exercice 6 page 157 (chapitre 3) a) f est en hertz et T en secondes. b) 1 T 0,2 s T 0,2 ms soit, T 0, s 1 0,2 1 0,2 10 f 5 Hz f Hz Exercice 13 page 159 (chapitre 3) a) Ces deux tensions ont la même période car sur l oscillogramme on peut observer que les motifs des deux signaux s étendent sur 4 divisions. b) U max (GBF) On constate sur l oscillogramme que la tension maximale du GBF correspond à deux divisions. U max (GBF) Nombre de division de U max (GBF) calibre U max (GBF) 2 divisions 5 V/division U max (GBF) 10 V U max (R) On constate sur l oscillogramme que la tension maximale du résistance correspond à 0,5 division. U max (R) Nombre de division de U max (R) calibre

3 U max (R) 0,5 division 5 V/division U max (GBF) 2,5 V c) On constate sur l oscillogramme que la tension de la résistance est à son maximum lorsque celle du GBF est maximale. d) On dit que ces deux courbes sont en phases car elles varient au même rythme : elles ont la même période et leur tension est maximale au même moment. Exercice 6 page 183 (chapitre 4) Je sais que P U I et je vais donc calculer la puissance de chacune de ces lampes. Lampe 1 (U 4,5 V ; I 0,3 A) P 4,5 V 0,3 A P 1,35 W Lampe 2 (U 3,5 V ; I 0,2 A) P 3,5 V 0,2 A P 0,7 W La lampe 1, celle de gauche, est donc plus puissante que la lampe 2. Exercice 9 page 184 (chapitre 4) a) Le calibre 500 ma signifie que fusible grillera si l intensité qui le parcourt dépasse 500 ma. b) Si on utilise un générateur délivrant une tension trop grande, le fusible présent dans le circuit grillera. Cela peut être le cas si on branche un appareil qui fonctionne à 100 V sur une prise de secteur qui délivre 230 V. c) L énergie électrique se transforme en énergie thermique à cause du passage des électrons dans le fusible ce qui finit par le faire fondre lorsque la température est suffisamment élevée. Plus l intensité est grande, plus le débit d électrons est grand et donc plus la température sera élevée.

4 Exercice 11 page 184 (chapitre 4) a) schéma ci-contre. b) Il s agit d un circuit en série donc l intensité est la même dans toute la boucle, l intensité qui parcourt la lampe est : I L 111 ma. Le voltmètre aux bornes de la lampe indique : U L 4,13 V. c) Je sais que P U I. P 4,13 V A P 0,458 W A I + _ d) Les transferts d énergie au niveau de la lampe sont regroupés dans le V schéma ci-dessous. La lampe reçoit une énergie électrique qu elle transforme en énergie thermique et lumineuse. Energie électrique Lampe Energie lumineuse Energie thermique Exercice 13 page 184 (chapitre 4) Cafetière de Laurent P 1450 W durée (production d un café) 2 min Cafetière de Marijo P 550 W durée (production de 10 café) 10 min

5 a) Je sais que E P t avec P en watt, t en seconde est E en joules. E 1450 W ( 2 60 s) E J Pour obtenir le résultat en kw.heure, je vais convertir la durée en heure et la puissance en kw. P 1,450 kw h 1, h 1, h E 0,048 kw.heure b) Je sais que E P t avec P en watt, t en seconde est E en joules. E 550 W ( s) E J Pour obtenir le résultat en kw.heure, je vais convertir la durée en heure et la puissance en kw. P 0,550 kw h 0, h 0, h E 0,092 kw.heure c) Pour obtenir le prix d un café, il suffit de multiplier son coût énergétique en kw.heure par le prix du kw.heure. Prix d un café E(café) en kw.heure prix d un kw.heure

6 Cafetière de Laurent Cafetière de Marijo E(1 café) 0,048 kw.heure E(10 café) 0,092 kw.heure E(1 café) 0,0092 kw.heure Prix(1 café) 0,048 8 Prix(1 café) 0,384 centimes Prix(1 café) 0, Prix(1 café) 0,0736 centimes L utilisation de la cafetière familiale est le plus économique. Exercice 15 page 185 (chapitre 4) a) James Watt a défini la première unité de puissance à partir de la puissance de traction d un cheval, d où le terme «cheval-vapeur». Dans le texte, il est dit : «que sa première machine à vapeur équivalait à 20 chevaux qui chacun exerce une traction de 180 livres.» La livre impériale (avoirdupois, ou internationale) est officiellement égale à 453,59237 grammes. (sources : ) b) La définition du cheval-vapeur est arbitraire car on aurait pu utiliser un autre animal. Il n y a, à priori, aucun raison de préférer le cheval à un autre animal d un point de vue scientifique. c) L unité de puissance est le Watt car on a souhaité rendre hommage aux travaux de James Watt en utilisant son nom. Dans le texte, il est dit : «En hommage, aux travaux de James Watt, l unité de puissance du système international porte son nom.». d) Un cheval vapeur est égal à 746 watt. Dans le texte, il est dit : «cette unité équivaut à 746 watts».