15 Courant électrique

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1 15 Courant électrique Physique passerelle hiver Courant Le courant électrique représente la quantité de charge qui circule dans un fil par unité de temps : = (page 148) est le courant électrique en ampères [A] est la charge électrique en coulombs [C] est la durée en secondes [s] Par exemple, le courant en est plus grand que le courant en : 2. Résistance La résistance électrique représente le frottement que subit le courant électrique : = (page 148) est la résistance en ohms [Ω] est la résistivité du matériau en [Ωm] est la longueur du fil en mètres [m] est la section du fil en mètres carrés [m 2 ] Par exemple, la résistance en est plus grande que la résistance en : 15. Courant électrique Physique passerelle Page 1 sur 8

2 3. Tension La tension électrique représente l énergie potentielle disponible dans le générateur : = (page 146) est la tension en volts [V] est l énergie en joules [J] est la charge en coulombs [C] Par exemple, la tension en est plus grande que la tension en : 4. Loi d Ohm Courant, résistance et tension sont liés par la loi d Ohm : = (page 148) est la tension en volts [V] est la résistance en ohms [Ω] est le courant en ampères [A] Exemple : Calculer le courant qui circule dans le circuit ci-dessous, sachant que la tension aux bornes du générateur vaut 12 V et que la résistance vaut 6 Ω. Remarques : La grande barre du générateur représente la borne positive Le courant circule du au En réalité, les électrons circulent du au 15. Courant électrique Physique passerelle Page 2 sur 8

3 5. Branchement en série ou en parallèle Les composants électriques peuvent être branchés en série ou en parallèle : (page 149) série parallèle = = = = = = 1 = 1 1 = = Exemple : Que vaut l intensité du courant qui circule dans le circuit ci-dessous? 6 Ω 4 Ω 4,8 15. Courant électrique Physique passerelle Page 3 sur 8

4 6. Instruments de mesure Le courant électrique se mesure à l aide d un ampèremètre : Un ampèremètre se branche en série avec la résistance à analyser. La résistance électrique se mesure à l aide d un ohmmètre : Un ohmmètre se branche aux bornes de la résistance à analyser. La tension électrique se mesure à l aide d un voltmètre : Un voltmètre se branche en parallèle avec la résistance à analyser. Un fusible disjoncte lorsque le courant est trop fort : Le courant qui traverse un fusible doit toujours être plus faible que la valeur indiquée. 15. Courant électrique Physique passerelle Page 4 sur 8

5 7. Exercices Exercice 1 Vrai ou faux? a) Tous les électrons d'un métal sont libres. b) la vitesse moyenne des électrons est de quelques millimètres par minute. c) Le sens conventionnel du courant est le même que le sens de circulation des électrons. d) Les électrons sortent par la borne négative du générateur. Vrai Faux Exercice 2 Compléter les phrases suivantes : Un métal possède des faiblement liés au. On les appelle. Dans un métal, le courant électrique est dû à un des. Ce mouvement est très. Un isolant ne possède pas d'. Il ne pas le courant électrique. Exercice 3 Compléter les égalités suivantes : a) 350 ma = A b) 0,025 A = ma c) 1,2 A = ma d) 0,250 ma = A e) 25 ma = A f) 830 A = ma Exercice 4 Sur la figure ci-dessous, l ampèremètre A 2 indique 250 ma. Qu indique l ampèremètre A 1? Exercice 5 Examiner la figure ci-dessous. a) Combien y a-t-il de nœuds dans le circuit? b) Quel est l'ampèremètre qui indique la plus grande intensité? 15. Courant électrique Physique passerelle Page 5 sur 8

6 Exercice 6 Compléter le tableau de mesures correspondant au circuit ci-dessous. Exercice 7 Les schémas de la figure représentent les nœuds d'un circuit. Calculer I 3 dans chacun des cas. Exercice 8 Les ampoules sont identiques dans tout le circuit de la figure ci-dessous. Qu'indique chaque ampèremètre? Exercice 9 Deux ampoules différentes sont branchées en parallèle sur une pile électrique. L'intensité du courant issu de la pile vaut I = 1,2 A et la première ampoule est parcourue par un courant d'intensité I 1 = 0,5 A. a) Dessiner le schéma du circuit. b) Calculer l'intensité I 2 du courant dans la deuxième ampoule. Rép. : 0,7 A c) Calculer le nombre n d'électrons traversant la première ampoule en 1 min. Rép. : 1, Exercice 10 Trois ampoules sont branchées à un générateur comme sur le schéma. Calculer: a)...l'intensité I 3 du courant traversant l'ampoule 3. Rép. : 0,84 A b)...la valeur (absolue) q de la charge électrique traversant l'ampoule 1 en 1 min. Rép. : 76,2 C c)...le nombre n d'électrons traversant l'ampoule 2 en 1 min. Rép. : 1, Courant électrique Physique passerelle Page 6 sur 8

7 Exercice 11 Sur les figures ci-dessous, le voltmètre indique 6 volts. Qu'indique le voltmètre? a) Rép. : 3V b) Rép. : 6V Exercice 12 Calculez les tensions entre les points : a) I et J b) H et E c) F et A d) G et F e) I et B Rép. : 12 V Rép. : 8 V Rép. : 10 V Rép. : 0 V Rép. : 9 V Exercice 13 Un conducteur ohmique a une résistance R = 330 Ω ; il est parcouru par un courant d'intensité I = 72 ma. Calculer la tension U qui existe entre ses bornes. Rép. : 23,76 V Exercice 14 La tension mesurée aux bornes d'une résistance vaut 16 V et l'intensité du courant qui la traverse vaut 16 ma. a) Calculer la valeur de la résistance R. Rép. : 1 kω b) Comment varie l'intensité du courant si on double la tension aux bornes de la résistance? Exercice 15 Que vaut : a)...l'intensité I 2 du courant passant dans la résistance R 2? b)...la tension U 3 aux bornes de la résistance R 3? c)...l'intensité I du courant sortant du générateur? d)...la résistance R 1? Rép. : 0,8 A Rép. : 3,36 V Rép. : 1,4 A Rép. : 9,6 Ω Exercice 16 Dans le circuit ci-contre, la résistance R 3 est parcourue par un courant de 12 ma. On néglige la résistance des fils de connexion. Calculer la tension U 0 aux bornes de la source. Rép. : 78 V 15. Courant électrique Physique passerelle Page 7 sur 8

8 Exercice 17 Calculer la résistance d'un fil en cuivre de 1 m de longueur et de 0,75 mm 2 de section. Rép. : 0,022 Ω Exercice 18 Déterminer chacune des résistances si la tension aux bornes du générateur vaut 12 V. a) Rép. : R 1 = 1 Ω R 2 = 2,67 Ω R 3 = 0,33 Ω b) Rép. : R 1 = 2 Ω R 2 = 18 Ω R 3 = 9 Ω Exercice 19 Calculer les résistances équivalant aux résistances de ces portions de circuits. a) Rép. : 7,5 Ω d) Rép. : 2,4 Ω b) Rép. : 10 Ω e) Rép. : 7,19 Ω c) Rép. : 0,99 Ω Exercice 20 Déterminer la résistance équivalente à l'association des résistances de la figure ci-dessous. Rép. : 71,3 Ω 15. Courant électrique Physique passerelle Page 8 sur 8