LES CIRCUITS ELECTRIQUES

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1 Niveau 5 ème Physique - Chimie Dcument du prfesseur 1/5 LES CIRCUITS ELECTRIQUES Prgramme B. Les circuits électriques en curant cntinu. Étude qualitative CONTENUS-NOTIONS COMPETENCES EXEMPLES D ACTIVITES QU EST-CE QU UN CIRCUIT ÉLECTRIQUE? Circuit électrique simple avec une seule lampe u un mteur : - rôle du générateur ; - fils de cnnexin ; - rôle de l interrupteur. Du dessin au schéma, symbles nrmalisés. Pré requis de l élève Cmpétences expérimentales : - mettre en œuvre du matériel (générateur, fils de cnnexin, interrupteur, lampe u mteur) pur allumer une lampe u entraîner un mteur ; - test de cmprtement d un circuit dépurvu de générateur. Cnnaître le vcabulaire : - circuit uvert ; - circuit fermé. Recnnaître et utiliser les symbles nrmalisés : pile, lampe, mteur, fil de cnnexin, interrupteur. Représenter le schéma nrmalisé d un mntage présent sur une paillasse. Repérer une bucle sur un schéma et sur un mntage. Réalisatin d un circuit simple avec un générateur, des fils de cnnexin, un interrupteur et une lampe u un mteur. Nécessité de la présence du générateur pur que la lampe éclaire u que le mteur turne. Tracé du schéma nrmalisé d un mntage présent sur la paillasse. Repérage sur un schéma de la bucle frmée par les éléments d un circuit fermé pur prévir sn fnctinnement et réalisatin expérimentale. Mts-clé L élève pssède les pré requis de l écle primaire (fiche 23, électricité, cycles 2 et 3) u de technlgie (classe de 6 ème ) Circuit électrique Ouvert Fermé Interrupteur Schéma Lampe PIERRON 2006 Les circuits électriques (page 1)

2 Dcument du prfesseur 2/5 Liste de matériel Pste élève Référence Une pile plate Une pile rnde Une lampe 1,5 V Une lampe de 3,5V Un supprt pur pile plate Deux supprts de lampes Un interrupteur sur scle fils de cnnexin pinces crcdiles Remarques, astuces Dans l activité 1, faire psitinner les pinces crcdiles cmme sur la pht ci-dessus pur éviter que les élèves ne réalisent des curts circuits, ce qu ils fnt assez fréquemment! Prlngements Vers 1800, le cmte Alessandr Vlta, physicien italien invente la pile électrique. ( ) C'est en sn hnneur que le nm de vlt fut dnné à une unité électrique. André Marie Ampère fait prgresser l électricité grâce à ses recherches sur le curant électrique. ( ). Sn nm fut également dnné à une unité électrique. Thmas Edisn ( ) invente la première lampe à incandescence utilisable avec un filament de carbne. Cmpétences qu il est pssible d évaluer Expérimentales - Réaliser un circuit électrique ; - Répartir les rôles dans le grupe ; - Savir allumer une lampe avec une pile ; - Utiliser un interrupteur pur cmmander une lampe ; - Ordnner la paillasse pur réaliser un travail crrect ; - Ranger le matériel. Thériques - Savir bserver une phtgraphie ; - Cmpléter une phtgraphie ; - Tirer une cnclusin ; - Schématiser un circuit électrique ; - Utiliser les symbles nrmalisés ; - Utiliser les termes : dipôle, générateur, lampe, interrupteur circuit fermé, bucle, circuit uvert. PIERRON 2006 Les circuits électriques (page 2)

3 Dcument du prfesseur 3/5 Nm : Prénm : Classe : Date : Physique Chimie LES CIRCUITS ELECTRIQUES Objectifs : - Savir allumer une lampe avec une pile ; - Savir cmmander l allumage d une lampe avec un interrupteur ; - Cnnaître les termes : dipôle, générateur, lampe, circuit uvert, circuit fermé ; - Savir schématiser un circuit électrique. Activité 1 : Les cmpsants d un circuit électrique simple Observer les cmpsants ci-dessus puis cmpléter le texte avec les mts suivants: deux (2 fis), dipôle, dipôles, lampe, générateurs, psitive (+), négative (-), cult, plt La lampe pssède deux brnes : le plt et le cult, c est un dipôle La pile rnde et la pile plate nt aussi deux brnes : la brne psitive (+) et la brne négative (-), ce snt des dipôles. La pile plate et la pile rnde peuvent faire circuler un curant électrique, ce snt des générateurs. La lampe utilise le curant électrique pur furnir de la lumière. Activité 2 : Le circuit électrique simple a. Cmplétez les phts ci-dessus en dessinant les fils de cnnexin à ajuter pur que la lampe s allume dans chaque cas (un fil de cnnexin sert à relier deux dipôles pur que le curant électrique puisse circuler de l un à l autre) b. Réaliser ensuite les circuits crrespndants. EN CONCLUSION : Pur que la lampe s allume, il faut, par exemple, que la brne psitive (+) de la pile sit reliée à l une des brnes de la lampe et que l autre brne de la lampe sit reliée à la brne négative (-) de la pile. PIERRON 2006 Les circuits électriques (page 3)

4 Dcument du prfesseur 4/5 Le circuit électrique fermé frmé par le générateur, la lampe et les fils cnducteurs est appelée circuit électrique en série (tus les dipôles se suivent les uns les autres). L ensemble frme une bucle. Activité 3 : La schématisatin du circuit électrique Pur schématiser un circuit électrique, n utilise des symbles nrmalisés pur chaque dipôle. Ces symbles snt intégrés sur les côtés d un rectangle qui représente la bucle du circuit. Vici le symble de la pile : et celui de la lampe : Schématiser le circuit que vus avez réalisé en vus servant du cadre ci-cntre. Les fils de cnnexin snt représentés par un trait plein : Activité 4 : Le rôle de l interrupteur Dans le circuit précédent, pur éteindre la lampe, il faut enlever un fil de cnnexin, ce qui n est pas cmmde. Il est préférable d utiliser un «interrupteur». a. Observer l interrupteur ci-cntre puis cmpléter la phrase cidessus : L interrupteur pssède deux brnes : c est un dipôle. b. Réaliser un circuit électrique cmprenant une pile plate, une lampe et un interrupteur. Cmpléter la phtgraphie ci-dessus en représentant les fils cnducteurs. PIERRON 2006 Les circuits électriques (page 4)

5 Dcument du prfesseur 5/5 c. Mettre l interrupteur successivement sur la psitin «marche (u 1)» puis «arrêt (u 0) «et cmpléter le tableau ci-après Interrupteur sur la psitin «marche». Dans quel état est la lampe? La lampe brille On dit que l interrupteur est fermé car il laisse passer le curant électrique (symble : ). Le circuit électrique est fermé, il cnstitue une bucle simple. Schématiser ci-dessus le circuit fermé Interrupteur sur la psitin «arrêt». Dans quel état est la lampe? La lampe est éteinte On dit que l interrupteur est uvert car il ne laisse pas passer le curant électrique (symble : ). Le circuit électrique est uvert. Schématiser ci-dessus le circuit uvert L interrupteur est un dipôle qui cmmande l allumage de la lampe Activité 5 : rôle du générateur Dans le circuit précédent, ôtns la pile et relins, grâce aux fils de cnnexin, la lampe à l interrupteur. Que ce dernier sit uvert u fermé, la lampe brille-t-elle? La lampe ne brille pas quelle que sit la psitin de l interrupteur. Pur qu un curant électrique puisse circuler dans un circuit électrique fermé, il faut que ce circuit cmprte bligatirement un générateur Ranger le matériel EN CONCLUSION : Le circuit électrique en série frmé du générateur, de la lampe, de l interrupteur fermé et des fils de cnnexin cnstitue une bucle. La lampe est allumée, le curant électrique circule. On dit que le circuit électrique est fermé. La présence d un générateur est bligatire pur que le curant électrique puisse circuler Lrsque qu n uvre l interrupteur, la bucle est interrmpue. L interrupteur est uvert, la lampe est éteinte, le curant électrique ne circule pas. On dit que le circuit électrique est uvert. PIERRON 2006 Les circuits électriques (page 5)