Circuits électriques
Thème 3 - Chapitre 1
Compétences et attendus prof
Attendus
- Élaborer et mettre en œuvre un protocole expérimental simple visant à réaliser un circuit électrique répondant à un cahier des charges simple ou à vérifier une loi de l’électricité.
- Dipôles en série, dipôles en dérivation.
- L’intensité du courant électrique est la même en tout point d’un circuit qui ne compte que des dipôles en série.
Compétences
Quelques conceptions
- Afin de faire fonctionner une ampoule, je n'ai besoin que d'un seul fil
-
Vrai
Non, cette conception provient du fait qu'il n'y a qu'un seul fil pour brancher un objet chez soi…
-
Faux
Dans un câble électrique, il y a bien deux fils, un pour chaque trou de la prise électrique
-
- Pour fonctionner, un interrupteur doit se situer avant la lampe
- Vrai
-
Faux
Si on coupe la boucle du circuit à n'importe quel endroit, l'électricité ne peut plus circuler.
- À chaque fois que le courant passe dans une ampoule, il diminue
- Vrai
-
Faux
Cette conception vient du fait qu'on parle d'une ampoule qui "consomme du courant".
- L'ampoule qui brille le plus est celle traversée par une intensité de courant plus importante.
- Vrai
- Faux
Comment manipuler en toute sécurité ?
| ID | Compétence évaluée | TB | MS | MF | MI |
|---|---|---|---|---|---|
| D2/2 | Coopérer et réaliser des projets | ||||
| D4/4.2 | Expliquer des règles de sécurité |
D'après le document de l'INRS, trouve les 10 règles à respecter pour manipuler en toute sécurité en séance sur l'électricité. Par groupe de trois maximum, fais une affiche permettant d'expliquer ces règles de sécurité.
Dans de nombreuses conférences académiques, des poster sur les travaux en cours sont affichés. Dans ce type d'évènements, les chercheurs présentent leur poster aux autres personnes intéressées par le sujet.
Les meilleurs poster ont généralement :
- Un titre
- il attire l' oeil, peut se lire et être compris de loin, sur une à deux lignes
- Les auteurs
- directement sous le titre
- Une introduction
- rapide présentation du sujet qui doit accrocher le lecteur
- Les résultats
- Rubrique la plus important, présentées à l'aides de schémas, graphiques ou autres informations visuelles
- Une conclusion
- Rapide résumé des résultats
- Une attention particulière
- nombre de mots limités (ici on limitera entre 50 et 200 mots)
- informations claires et lisibles
- accessibles au plus grand nombre (pas de jargon)
Comment manipuler en sécurité un montage électrique ?
Lorsqu'il est soumis à une certaine tension, le corps humain peut subir une électrisation ou des brûlure. Afin d'éviter de se mettre en danger, il faut connaître certaines règles de sécurités.
Toujours être vigilant
Dès un courant d'intensité de 0,5 mA des contractions musculaires involontaires peuvent se produire.
Utiliser correctement le matériel
- S'assurer du bon fonctionnement du matériel avant de l'utiliser.
- Éteindre ou débrancher systématiquement le matériel après son utilisation.
Être organisé
Il faut faire un montage propre afin de ne pas confondre les fils.
Ne pas manipuler proche de l'eau ou avec les mains mouillées
L'eau peut conduire l'électricité, sa présence augment les risques.
Signaler les anomalies
- matériel défectueux
- odeur de brûlé ou fumée
- émission d'étincelles
Comment schématiser un montage électrique ?
Mon Carnet de LABO, p. 46
| Dipôle | Symbole |
|---|---|
| Pile | |
| Générateur | |
| Fil de connexion | |
| Lampe | |
| Interrupteur | |
| Moteur | |
| DEL | |
| Diode | |
| Résistor |
Schématise le montage p 47 du carnet
Montage en série et en dérivation
Compétences et attendus prof
Attendus du BO
- Élaborer et mettre en œuvre un protocole expérimental simple visant à réaliser un circuit électrique répondant à un cahier des charges simple ou à vérifier une loi de l’électricité.
- Dipôles en série, dipôles en dérivation.
Compétences travaillées
Amélioration d'une voiture téléguidée
| ID | Compétence évaluée | TB | MS | MF | MI |
|---|---|---|---|---|---|
| D4/1.2 | Mettre en oeuvre un raisonnement logique simple | ||||
| D4/1.3 | Modéliser et représenter des phénomènes |
Une élève souhaite ajouter des phares à sa voiture télécommandée. Elle décide de faire un montage associant une pile, deux lampes et un interrupteur avec quatre fils de connexion.
Fait un schéma possible de ce montage.
On appelle ce type de montage (composé d'une seule boucle) un circuit en .
Le montage fonctionne, mais une ampoule a grillée après l'utilisation, modélise ce phénomène en dévissant une ampoule. La deuxième ampoule continue-t-elle de fonctionner ?
Dans un montage en , si l'un des composant de la est défaillant, le ne circule plus.
On appelle montage en un circuit qui comporte au moins deux boucles.
Réalise un schéma du montage ou les deux lampes sont montées en parallèle.
Après validation du montage par le professeur, réalise le circuit schématisé avec les deux lampes puis avec celle qui ne fonctionne plus. Que peux-tu remarquer ?
Quel type de montage aurait du faire cette élève afin d'éviter ce problème ?
Loi d'additivité des intensités
Comment brancher un ampèremètre ?
Un ampèremètre est un instrument qui permet de mesurer parcourant une boucle. Il se branche en avec les autres composant dans une boucle. L'intensité est mesurée en (A) son symbole est
- Placer le sélecteur dans la zone rose
Aen choisissant le plus grand calibre (celui noté10A) - Brancher deux fils de connexion dans les bornes
10AetCOM - Brancher l'appareil en série pour mesurer l'intensité en un point du circuit
- Si l'intensité est trop petite, choisir un autre calibre en tournant le sélecteur et en passant sur la borne
mA
En utilisant les symboles, schématiser le montage en série d'une pile, d'un ampèremètre et d'un résistor.
Mesure du courant électrique
- Afin de mesurer l'intensité du courant, on refait le montage de l'activité précédente avec deux lampes en série. Refais le schéma du montage avec les symboles normalisés en branchant un ampèremètre avant et après chaque ampoule.
Une fois le schéma validé, fais le montage en mettant l'ampèremètre entre la borne + et la première lampe. Complète l'image ci-dessous en indiquant la valeur mesurée dans l'afficheur, en entourant où sont connectés les fils, et en indiquant par une flèche la position du curseur central.
Place l'ampèremètre entre les deux ampoules, puis après la dernière. Note à chaque fois la valeur de l'intensité électrique.
Position 1 2 3 Intensité ( ) À partir de tes relevés expérimentaux, complète la conclusion suivante.
Dans un montage à , l'intensité du courant électrique est en chaque point du circuit.
Test de la loi d'additivité des intensité DI
La somme des intensités qui entrent dans un noeud est égale à la somme des intensités sortante de ce noeud.
Imagine une expérience permettant de vérifier cette loi en utilisant le matériel suivant :
- Générateur (× 1)
- Ampoule (× 2)
- Ampèremètre (× 1)
- Fils de connexion
J'ai réussi si :
- J'ai fait le schéma du montage avec les symboles normalisés
- J'ai utilisé tout le matériel
- J'ai noté les mesures expérimentales
- J'ai expliqué mon expérience en faisant des phrases
- J'ai fait un effort de présentation en précisant nom, prénom, classe, date et titre de l'activité
Aides aides
- Quel type de montage ?
- Pour pouvoir vérifier la loi, il faut faire un montage en dérivation.
- Comment noter mes mesures ?
- Je fais un tableau pour ordonner mes valeurs.
- Comment expliquer mes mesures ?
- J'ai indiqué à quels endroits j'ai fait mes mesures.