Module 3 : L électricité

Transcription

1 Sciences 9 e année Nom : Classe : Module 3 : L électricité Sci9.3.1 : Électricité statique et courant électrique, Sci9.3.2 : Les circuits, la résistance et la Loi d Ohm Sci9.3.3 : La transmission de l énergie électrique Sci9.3.1: Électricité statique et le courant électrique Plan du carnet et guide d étude 1. L électrostatique a. Les charges et les décharges électriques. (p ) b. La mesure des charges électriques : le coulomb (C) (p.232) c. Les forces électriques : Les trois lois de l électrostatique (p.239) d. Les conducteurs et les isolants électriques e. Les applications de l électricité statique (p.233 et 241) f. La différence entre l électricité statique et le courant électrique 2. Le courant électrique a. L énergie potentielle électrique et la tension (voltage); le volt (V) (p ) b. La pile électrochimique et les autres sources d énergie électrique (p ) c. Le mouvement des électrons dans le courant électrique (activité passe-lescrayons et p ) d. La mesure du courant : l ampère (A) (p.264) e. La différence entre courant et voltage. Sci9.3.1 Électricité statique et courant électrique p.1

2 Vocabulaire : Ampère (m) Courant (m) électrique Interrupteur (m) Charge (f) d un circuit Décharge (f) électrique Isolant (m) Charge (f) électrique Différence (f) d énergie potentielle Source (f) Conducteur (m) Électrostatique (f) Tension (f) Coulomb (m) Énergie (f) potentielle électrique Voltage (m) 1. : les charges électriques qui ne sont pas en mouvement. 2. : les charges électriques en mouvement. 3. : une accumulation de charge, positive ou négative, sur un objet. 4. : quand une charge électrique est enlevée d'un objet. 5. : une substance qui laisse passer les charges électriques. 6. : une substance qui ne laisse pas passer les charges électriques. 7. : l'unité de mesure des charges électriques. 8. : l'unité de mesure du courant électrique. 9. : la partie d'un circuit qui donne l'énergie électrique. 10. : la partie d'un circuit qui utilise l'énergie électrique pour faire un travail. 11. : composante d'un circuit qui permet de contrôler quand le courant passe. 12. : le type d'énergie qui est emmagasinée dans une pile électrique. 13., appelée aussi, appelée aussi : la différence entre l'énergie potentielle électrique de deux points d'un circuit. Sci9.3.1 Électricité statique et courant électrique p.2

3 L électricité statique Activité d introduction : En groupes de 3 ou 4, cherchez une démonstration de l électricité statique : ( Préparez la démonstration et une explication pour présenter à la classe. Les charges et les décharges électriques Servez-vous de la simulation PhET : Pourquoi est-ce qu un ballon devient «chargé» quand on le frotte sur un chandail ou sur les cheveux? Servez-vous de la simulation PhET : Pourquoi est-ce qu on reçoit un choc électrique quand on frotte les pieds sur le tapis et on touche une poignée de porte? Une décharge électrique est quand les sont d un objet. Il y a deux méthodes pour charger électriquement un objet : (p ) 1) 2) Pourquoi est-il possible de transférer une charge négative mais pas une charge positive? (Penser à la forme d un atome) Les charges électriques sont mesurés en ( ). (p. 232) Sci9.3.1 Électricité statique et courant électrique p.3

4 Dessinez les situations suivants, y inclus la charge électrique : Un ballon et un chandail avant d être frottés ensemble Le ballon et le chandail pendant le frottement Le chandail et le ballon après le frottement Si un atome à plus de protons que d électrons on dit qu il a une charge Si un atome à moins de protons que d électrons on dit qu il a une charge Les forces électrostatiques Déterminer les propriétés des charges électrostatiques (3 lois) (p. 239) Important! Il y a une différence entre une charge électrique (p. 228) et une force électrique (p. 238). Explique cette différence : Comparer les propriétés des trois lois fondamentales des charges électriques Charge neutre - neutre Propriété Sci9.3.1 Électricité statique et courant électrique p.4

5 Les conducteurs et les isolants électriques. Conducteurs Isolants Définition (p. 232) exemples Pourquoi est-ce qu on peut charger un isolant par frottement, mais pas un conducteur? Qu est-ce qu il faut faire si tu veux charger un objet de métal? L électricité statique dans la vie quotidienne Explique 3 exemples d électricité statique dans la vie quotidienne : (p. 233, 241) 1. Le photocopieur 2. Une pellicule de plastique (ex : Saran Wrap) 3. La peinture d automobiles Sci9.3.1 Électricité statique et courant électrique p.5

6 Activités à compléter : L électroscope (Activité 7-1A, p. 229) Qu est-ce que tu observes? Comment peux-tu expliquer tes observations : Comment charger un isolant et un conducteur (Activité 7-1C, p. 234) Quelle combinaison d objets a attiré le plus grand nombre de grains de riz souffle? Quels objets solides utilisés sont des conducteurs? Quels objets solides utilisés sont des isolants? L attraction de l eau (Activité 7-2A, p. 238) Explique en une phrase ce que tu as observé aux étapes 2 et 3. Le copieur électrostatique (Activité 7-2B, p. 242) En quoi cette expérience ressemble-t-elle au processus de la photocopie? Une expérience avec l électrostatique (Activité 7-2C, p. 243) Complète les fiches d activité Réponds à la Pause réflexion, p. 247 Sci9.3.1 Électricité statique et courant électrique p.6

7 La différence entre l électricité statique et le courant électrique. Pourquoi est-ce qu on ne peut pas utiliser l électricité statique pour faire un travail, comme actionner une machine électrique? Les éléments d un circuit - Un interrupteur - une charge - un conducteur - une source Attention! Ne confonds pas «une électrique» avec «la charge d un circuit»! Explique ces deux termes charge La mesure du courant électrique Quand les circulent on appelle cela un courant électrique. L unité de mesure du courant électrique est. Sci9.3.1 Électricité statique et courant électrique p.7

8 Comment est-ce que la «température» affecte la «résistance» du «conducteur»? Comment mesure-ton le «courant»? Comment est-ce que les «électrons» bougent dans le «conducteur» Pourquoi est-ce que le circuit doit être un cercle fermé? Les objets Le courant électrique Avec la classe, fais l activité «Passe-les-électrons». Avec ton groupe, réfléchis à comment cette activité ressemble au courant des électrons dans un vrai circuit, et complétez le tableau. Dans l activité Dans un vrai circuit Le conducteur les électrons La pile La température du conducteur Le courant des électrons Sci9.3.1 Électricité statique et courant électrique p.8

9 L énergie potentielle Pense aux montagnes russes. Qu est-ce qui se passe avant que tu descends le rail pour la première fois? Définis l énergie potentielle : Où se trouve l énergie potentielle électrique? La tension/voltage = La différence de potentiel Explique une différence de potentiel Le est l unité de mesure pour la différence de potentiel/la tension/le voltage La différence entre le courant et le voltage Définition Courant Voltage Unité de mesure La relation Sci9.3.1 Électricité statique et courant électrique p.9

10 Une pile électrochimique une source d énergie électrique Fais un diagramme pour expliquer comment une pile électrochimique produit et emmagasine de la charge électrique Une pile humide : Une pile sèche : Activité les fruits électriques p Sci9.3.1 Électricité statique et courant électrique p.10

11 Le «voltage» est Le «courant» est Les circuits : une analogie Identifie : La source Le conducteur La charge du circuit Dans la piste de ski Dans un courant électrique Sci9.3.1 Électricité statique et courant électrique p.11

12 Sci Révision 1. On a frotté deux objets (par exemple le ballon et le chandail) pour les charger. Explique ce qui se passe. Lequel devient chargé positivement? Lequel devient chargé négativement? 2. Quand et comment est-ce qu'un choc électrique se passe? 3. Définis une décharge électrique 4. Quelles sont les deux façons de charger un objet? Qu'est-ce qui se passe dans chaque cas? 5. Pourquoi les charges négatives sont transférées d'un objet à l'autre mais pas les charges positives? 6. Définis un conducteur et un isolant électrique et donne un exemple. 7. Lequel entre un conducteur et un isolant peut-on charger par frottement? Pourquoi? 8. Définis une force électrostatique. 9. Quelles sont les trois lois de l'électrostatique. 10. Donne 3 exemples d'application de l'électrostatique. 11. Quand dit-on qu'il y a un courant électrique? 12. Définis l'énergie potentielle. 13. Définis le voltage/tension/la différence de potentiel 14. Quelles sont les principales composantes d'une pile électrochimique? Définis la batterie. 15. Quelles sont les unités pour la charge électrique, le voltage, le courant électrique et la résistance? 16. Quelle est la différence entre le courant et le voltage? 17. Nomme et décrit les éléments d'un circuit électrique. Sci9.3.1 Électricité statique et courant électrique p.12