PRÉTEST D L électricité : êtes-vous au courant? SCP-4011

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1 Question 1.1 Indiquez si les matériaux ci-dessous sont conducteurs, isolants, conducteurs résistifs ou semiconducteurs. Montant d aluminium d une échelle Gaine de plastique entourant certains fils Filament d une ampoule en tungstène Pelouse mouillée Diode au germanium Plaque électrique en métal décoratif Pneus d automobiles Question 1.2 Complétez le tableau suivant en indiquant dans la case appropriée s il s agit de courant alternatif ou de courant continu. Utilisation ou caractéristique L intensité varie de manière régulière Lampes au néon d un centre d achat Courant obtenu à la sortie d un redresseur Télécommande d un téléviseur La tension efficace n équivaut pas la tension maximale Courant continu Courant alternatif 28/04/08 1

2 Question 1.3 Classez en ordre chronologique, du plus ancien au plus récent, les évènements historiques suivants. Indiquez dans la colonne de gauche le bon ordre chronologique de 1 à 7, 1 étant le plus ancien. Ordre Événements historiques Édison invente le phonographe. On observe que le magnétite et le fer s attire. Hertz produit des ondes radio. Faraday découvre l induction électromagnétique. Franklin prouve que l éclair est un phénomène électrique. L électricité et la chimie sont mises en relation par les débuts de l électrolyse. Musschenbroek découvre la bouteille de Leyde. Question 2.1 Dans le circuit ci-dessous, dessinez la position des appareils et le type de branchement que vous utiliseriez pour mesurer : la tension dans R4 l intensité du courant circulant dans R2. R2 R3 R4 R1 28/04/08 2

3 Question 2.2 Une pile rechargeable de 1,2 Ah a été utilisée aux deux tiers de sa capacité. Combien de temps sera nécessaire pour la recharger avec un courant de 80 ma? Laissez la trace complète de votre démarche. Question 2.3 Dans un circuit simple où le courant produit est de 2,5 A, quelle modification a été apportée à la résistance équivalente du circuit si le courant diminue de moitié et que la source demeure la même? Justifiez votre réponse à l aide de la formule appropriée. Question 2.4 La section d un fil de cuivre est d abord réduite de moitié et ensuite, ce fil est coupé en 3 parties égales. La résistance de chaque portion de fil est-elle plus grande ou plus petite que la résistance du fil de cuivre initial? Justifiez votre réponse à l aide de la formule appropriée. 28/04/08 3

4 Question 2.5 Si une sécheuse utilise un courant de 15 A sous une tension de 240 V, quel est le coût de faire sécher une brassée pendant 50 minutes si chaque kwh coûte 0,05 $? Laissez la trace complète de votre démarche. Question 2.6 Expliquez le rôle d un câble paratonnerre d une tour de télécommunication. Question 2.7 Qu advient-il de la force qui s exerce entre deux charges si l une d entre elles devient 10 fois plus grande? Justifiez votre réponse à l aide de la formule appropriée. 28/04/08 4

5 Question 2.8 La figure suivante illustre deux aimants qui se repoussent. Complétez le schéma par les lignes de champ magnétique et les pôles manquants. S Question 3.1 Associez les termes de gauche aux caractéristiques de droite. Termes Caractéristiques 1. Résistance a) Je permets au courant de circuler facilement. 2. Fil de cuivre b) Je mesure le nombre de coulombs par seconde. 3. Ampèremètre c) Source de courant alternatif. 4. Réseau d Hydro-Québec d) Si j augmente, l énergie consommée augmente. 5. Courant continu e) Par convention, je circule de la borne positive à la négative. f) Par convention, je circule de la borne négative à la positive. Question points a) Les appareils électriques domestiques sont reliés en parallèle. Expliquez pourquoi. b) Expliquez comment brancher deux piles de 9 V afin de doubler la durée de fonctionnement d une seule. 28/04/08 5

6 Question points À l aide de la figure suivante, trouvez le courant dans chaque résistor ainsi que le courant total. R1 = R2 = R2 = 4 ohms R3 = 28/04/08 6

7 Question points R1 = R2 = R4 = R3 = R5 = À partir du circuit mixte ci-dessus, indiquez si les énoncés suivants sont vrais (V) ou faux (F). a) Le plus petit courant circule dans R5. b) La tension aux bornes de R2 et R3 est identique. c) La différence de potentiel dans R1 est identique à celle de R 2-3 et R 4-5. d) La somme du courant circulant dans R2 et R3 correspond au courant total. e) Le plus grand courant circule dans R1. f) La résistance équivalente de R 4-5 est la même que celle de R 2-3. g) La résistance équivalente de R 2-3 est plus petite que R1. 28/04/08 7

8 Question 5.1 Indiquez si les énoncés suivants sont vrais (V) ou faux (F). a) Le regroupement de plusieurs piles est appelé un accumulateur. b) Les piles alcalines coûtent plus cher que les piles ordinaires mais elles se dégradent moins lorsqu elles ne sont pas utilisées. c) Les piles rechargeables se déchargent plus rapidement que les piles alcalines lorsqu elles ne sont pas utilisées. d) Pour un appareil photo numérique, les piles ordinaires sont tout aussi avantageuses que les autres types de piles. e) Les accumulateurs au nickel-cadmium ont comme inconvénients d avoir un «effet mémoire» important et d être toxiques pour l environnement à cause du cadmium qu ils contiennent. Question 6.1 Une ampoule est branchée à une pile de 9 V. Comment variera la puissance émise par effet Joule de cette ampoule si la pile est remplacée par une batterie de 3 V? Justifiez votre réponse à l aide des formules appropriées. 28/04/08 8

9 Question 6.2 Complétez le schéma de branchement sachant : qu un transformateur d Hydro-Québec alimente le panneau de distribution qu il y a une dérivation universelle pour une pièce avec deux plafonniers -120V 120V Q 0V Question 6.3 Pour brancher une dérivation permettant d alimenter une sécheuse, est-il préférable d utiliser des fils 8, 12 ou 16 AWG? Expliquez pourquoi. 28/04/08 9

10 Question 6.4 Soit un transformateur dont le nombre de tours au secondaire est trois fois plus élevé qu au primaire. a) De quel type de transformateur s agit-il? Expliquez. b) Si la tension à l entrée est de 900 V, quelle est la tension à la sortie? c) Dans quelle proportion le courant à l entrée est-il plus grand ou plus petit que le courant à la sortie? Justifiez votre réponse. Question 6.5 Quel est le danger d émonder des arbres près de fils électriques avec une échelle métallique? 28/04/08 10

11 Question 6.6 Parmi les énoncés ci-dessous, indiquez celui ou ceux qui s applique(nt) au générateur. a) Le stator est la partie mobile d un générateur. b) L énergie mécanique est convertie en énergie électrique. c) Élève la tension et diminue le courant en maintenant la puissance constante. d) Convertit le courant alternatif en courant continu. e) Par un mouvement relatif de rotation, une bobine placée dans le champ magnétique d un aimant induit une force électromotrice. Question 6.7 Pourquoi les trains à lévitation magnétique n ont-ils pas de roues? 28/04/08 11

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