CH 11 INTENSITE ET TENSION I- LE SENS DU COURANT ÉLECTRIQUE (POLYCOPIE) (TRANSPARENT) Le courant électrique circule à travers un circuit électrique de la borne positive vers la borne négative du générateur Exercice : Réaliser un circuit électrique comportant une pile et une lampe a- Indiquer le pôle + et le pôle de la pile b- Indiquer le sens du courant électrique II- LA TENSION ÉLECTRIQUE (TRANSPARENT) Matériel : un générateur de 6V, une lampe de 6 V, un interrupteur, un multimètre et des fils électriques (par binôme) 21- Symbole et unité (Polycopié) Quel est le symbole de la tension? La tension électrique est notée : U Quelle est l unité de la tension? L unité utilisée pour mesurer la tension électrique est le Volt (V) 22- Mesure de la tension électrique (Polycopié) 221- Appareil de mesure Quel est l appareil qui mesure la tension électrique entre deux points d un circuit? Le voltmètre Quel est son symbole? V
222- Découverte du voltmètre Magnard p92 (activité 2A) + video Répondre aux questions 3 à 5 3- On doit ajouter 2 fils de connexion car on place le voltmètre en dérivation 4-5- a- Placer le curseur dans la zone V sur le plus grand calibre (ici 600 V) Calibre : position du curseur d un appareil indiquant une valeur maximale à mesurer b- Toujours brancher le voltmètre en dérivation entre 2 points A et B du circuit en utilisant les bornes V et COM. Si la mesure n est pas assez précise, changer de calibre. A B V 223- Utilisation du voltmètre Magnard p93 (activité 2B) Répondre aux questions de 1 à 5 (sauf la 4) 1- La borne COM doit être reliée au pole du générateur et la borne V au pole + du générateur 2- Pour mesurer une tension positive, la borne COM du voltmètre doit toujours être branchée sur la borne du dipôle par sort le courant électrique (donc la borne A B COM est orientée vers le pôle du I I générateur) V COM
3- On diminue le calibre pour avoir une mesure plus précise. Le calibre doit être immédiatement supérieure à la valeur mesurée (ici on a U générateur = 6,33 V sur le calibre 20 V) 5- Pour mesurer une tension positive, il faut brancher le voltmètre en dérivation avec la borne COM orientée vers le pôle du générateur. Pour avoir une mesure précise de la tension, il faut que le calibre soit immédiatement supérieur à la valeur mesurée. 23- Exercices Magnard p98-100 Livre Nathan 4 ème Edition 1999 : 6 ; 10 p 21 III- L INTENSITÉ DU COURANT ÉLECTRIQUE (POLYCOPIE) (TRANSPARENT) Matériel : un générateur de 6V, une lampe de 6 V, un interrupteur, un multimètre et des fils électriques (par binôme) 31- Symbole et Unité Quel est le symbole de l intensité du courant électrique? L intensité du courant électrique est notée : I Quelle est l unité de l intensité? L unité utilisée pour mesurer l intensité du courant électrique est l ampère (A) 32- Mesure de l intensité du courant électrique 321- Appareil de mesure Quel est l appareil qui mesure l intensité du courant électrique dans un circuit? L ampèremètre Quel est son symbole? A
322- Découverte de l ampèremètre Magnard p94 (activité 3A) + vidéo Répondre aux questions 3 à 5 3- On doit ajouter 1 fil de connexion car on insère l ampèremètre dans le circuit 4-5- a- Placer le curseur dans la zone A sur le plus grand calibre (ici 10 A) Calibre : position du curseur d un appareil indiquant une valeur maximale à mesurer b- Toujours brancher l ampèremètre en série dans le circuit en utilisant les bornes 10 A et COM. Si la mesure n est pas assez précise, changer de calibre. K A 323- Utilisation de l ampèremètre Magnard p95 (activité 3B) Pour mesurer une intensité positive, elle doit brancher l ampèremètre en série en utilisant les bornes 10A et COM. Pour mesurer une intensité positive, elle doit orienter la borne COM vers le pole du générateur.
33- L intensité du courant est-elle la même avant et après un dipôle? 331- Expérience Proposer et schématiser une expérience permettant de répondre à cette question. Vous disposez d un générateur, d une lampe, d un ampèremètre et de fils électriques. A1 A2 332- Observations I avant = I 1 = 0,2 A I après = I 2 = 0,2 A I avant = I après 333- Conclusion L intensité du courant est la même avant et après un dipôle 34- Exercices Ex 3, 4, 5 et 9 + lire ex 7 Magnard p98-100 Livre Nathan 4 ème Edition 1999 : 6 ; 8 p 35 Correction ex 3 p 98 1- Le multimètre représenté sur cette figure est un voltmètre (on utilise les bornes V et COM). Il mesure donc une tension en Volt 2- On branche toujours un voltmètre en dérivation 3- Quand le curseur est sur 2, le voltmètre peut mesurer au maximum une tension de 2 V Correction ex 4 p 98 a- Vraie car l'unité de l'intensité du courant est l'ampère b- Faux, car la tension électrique représente la différence de niveau (ou de potentiel) électrique entre 2 points d'un circuit C- Faux, cela dépend de la manière dont on branche le voltmètre. Pour mesurer une tension positive, la borne COM du voltmètre doit être orientée vers le pole du générateur.
Correction ex 5 p 99 a- 3,7 V est la mesure d'une tension b- La tension aux bornes de cette batterie est de 3,7 V 3- L'intensité du courant électrique délivré par cette batterie est de 350 ma = 0,35 A Correction ex 9 p 100 Le voltmètre mesure une tension positive donc on en déduit que la borne V est branchée sur le pôle + de la pile et que la borne COM est branchée sur le pôle de la pile Exercice Un élève mesure à l'aide de son voltmètre une tension. Il a placé son curseur sur le calibre 20 V. Que pouvez vous en déduire? On en déduit que le calibre utilisé est trop petit et donc que la tension mesurée est supérieure à 20 V.
IV- MESURE D INTENSITÉ ET DE TENSION DANS UN CIRCUIT SIMPLE 41- TP TOP (Polycopié) (Transparent) Matériel : une pile de 4,5 V, une boite d électricité (une lampe de 6 V, un interrupteur et des fils électriques) et un multimètre (par binôme) Voici le montage de base dont vous devrez vous inspirer pour répondre aux 4 questions suivantes : K G Rappels : - un voltmètre se branche en dérivation (bornes V et COM) et le curseur est dans la zone DCV - un ampèremètre se branche en série (bornes 20A et COM) et le curseur est dans la zone DCA 1- Que vaut l intensité du courant quand la lampe est éteinte? Que vaut l intensité du courant quand la lampe est allumée? 2- Quand l'intensité est nulle, la tension aux bornes du générateur n est pas nulle. Vrai ou Faux? Aide : Le circuit électrique devra comporter : une pile de 4,5 V, un voltmètre, un interrupteur ouvert, 5 fils électriques et une lampe de 6 V. 3- La tension aux bornes d un fil de connexion est nulle quand l'intensité du courant qui circule dans ce fil n est pas nulle. Vrai ou Faux? Aide : Le circuit électrique devra être le suivant : K G Pour vos mesures, vous devrez utiliser un voltmètre 4- La tension aux bornes d un interrupteur (fermé ou ouvert) est toujours nulle. Vrai ou Faux? Aide : Le circuit électrique devra comporter : une pile de 4,5 V, voltmètre, un interrupteur, 5 fils électriques et une lampe de 6 V. Consignes : Pour chaque question, réaliser une expérience. En fonction de vos résultats expérimentaux, répondre à la question. a- Faire vérifier chaque montage par le professeur avant de brancher le générateur. b- Faire vérifier toutes les mesures par le professeur. c- Rédiger un compte rendu par groupe. - Schématiser et décrire l expérience - Indiquer vos mesures - En justifiant à l aide de vos mesures, répondre aux questions
42- Barème et explication Noms et Prénoms Expérience N 1 Expérience N 2 Expérience N 3 Expérience N 4 Vérification de la bonne réalisation du / 2 / 2 / 2 / 2 montage Mesures / 2 / 1 / 1 / 2 Rédaction et Conclusion / 2 / 2 / 2 TOTAL / 20 Lors de la réalisation de l expérience et des mesures : - Sans aide : 2 points - Après une première aide : 1,5 points - Après une deuxième aide : 1 point - Après une troisième aide et plus : 0,5 point - Après réponse donnée par le professeur : 0 point 43- Correction Phrase N 1 : Phrase N 2 : Vrai, on mesure la tension aux bornes du générateur quand l interrupteur est ouvert (I = 0 A) On ferme le circuit : la lampe brille donc I 0 A. On mesure la tension aux bornes du fil et on a U = 0 V. Donc la phrase est vraie : la tension aux bornes d un fil de connexion est toujours nulle Phrase N 3 : On réalise le montage suivant : K G On mesure la tension aux bornes de l interrupteur fermé et on a U = 0V On mesure la tension aux bornes de l interrupteur ouvert et on a U 0V Donc la phrase est fausse (U interrupteur n est pas toujours égale à 0 V) Un interrupteur fermé se comporte comme un fil de connexion 44- Conclusion Il existe des dipôles pour lesquels l intensité est nulle alors que la tension à leurs bornes n est pas nulle (ex : générateur, interrupteur ouvert, ) Il existe des dipôles qui ont à leurs bornes une tension nulle alors que l intensité du courant qui les traverse n est pas nulle (ex : l interrupteur fermé, le fil de connexion, )