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Chapitre 4- L'électricité A- Le courant électrique T oute matière est faites d'atomes. Ces derniers sont faits à partir de particules subatomiques de trois types : les protons et les neutrons qui forment le noyau de l'atome, et les électrons qui tournent autour de ce noyau. Deux de ces particules possèdent des charges électriques pouvant s'attirer ou se repousser. Une charge électrique est tout simplement une quantité d'électricité à l'état statique. Elle est représentée par la lettre « q ». Un proton a une charge de +1 et un électron a une charge de -1. Ces valeurs donnent la charge des protons et électrons en « charges élémentaires ». Ces dernières sont tellement petites que l'on a créé une autre unité de mesure, plus pratique pour mesurer des grandes quantités de charges électriques. Cette unité est le coulomb . Un courant électrique a lieu lorsque des particules électriques se déplacent. Le courant est égal au rapport de la quantité de charges électriques déplacées au temps requis pour faire ce déplacement. 1 A est le courant électrique existant quand une charge électrique de 1 C passe à un endroit d'un circuit en 1 s (1 A = 1 C/s). Une autre unité de CHARGE électrique est utilisée dans le monde de l'industrie. Il s'agit de l'ampère-heure (1A·h = 3600C). Sens du courant électrique Dans un fluide (gaz ou liquide), les particules électriques positives et négatives peuvent se déplacer. Il y a donc des ions positifs (cations) qui se déplacent vers la borne négative alors que les ions négatifs (anions) se déplacent la borne positive, et donc en sens contraire. Il y a donc un courant électrique se produisant dans les deux sens. Dans les solides, les particules positives voudraient bien se déplacer mais elles sont retenues sur place, attachées à leur milieu... la substance est solide. Les seules particules électriques pouvant se déplacer dans un solides sont les électrons qui se déplacent de la borne (-) de la source de courant vers la borne (+). Pour éviter toute confusion, on établit le sens du courant électrique comme celui des charges positives. Ainsi, les particules électriques en mouvement dans un fil se déplacent en sens contraire du sens conventionnel. Le coulomb est l'unité SI mesurant la charge électrique. Son symbole est la lettre C. Un coulomb est équivalent à 6,25x10 charges élémentaires. 18 La charge élémentaire est utilisée pour mesurer la charge de quelques particules (protons, électrons), alors que le coulomb sert pour les quantités plus proches des réalités humaines. Symbole : q Unité SI : 1 coulomb = 1C La charge électrique ...représente la quantité de charges électriques se déplaçant à un endroit en un temps donné. On le mesure en ampère. Un ampère est un courant équivalant au déplacement d'un coulomb en une seconde. Symbole : I Unité SI : 1 ampère = 1A Le courant électrique... I : courant (A) q: charge électrique (C) Ät : durée du courant (s) ...donne le nombre de charge électrique passant un point de circuit en un temps donné... un peu comme un tourniquet de métro. Cet appareil doit être placé sur le trajet des charges électriques (en série), à l'endroit où l'on désire mesurer le courant. L'ampèremètre est un appareil possédant une polarité: on doit le brancher en prenant garde à ses bornes (+) et (-). L'ampèremètre... Lecture p.174-182

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Page 1: Chapitre 4- L'électricitéenseignants.villamaria.qc.ca/usager7/Science et technologie IV... · Chapitre 4- L'électricité A- Le courant électrique T ... donnent la charge des protons

Chapitre 4- L'électricité

A- Le courant électrique

Toute matière est faites d'atomes. Ces derniers sont faits à partir de particules

subatomiques de trois types : les protons et les neutrons qui forment le noyau de

l'atome, et les électrons qui tournent autour de ce noyau. Deux de ces particules

possèdent des charges électriques pouvant s'attirer ou se repousser. Une charge

électrique est tout simplement une quantité d'électricité à l'état statique. Elle est

représentée par la lettre « q ».

Un proton a une charge de +1 et un électron a une charge de -1. Ces valeurs

donnent la charge des protons et électrons en « charges élémentaires ». Ces dernières

sont tellement petites que l'on a créé une autre unité de mesure, plus pratique pour

mesurer des grandes quantités de charges électriques. Cette unité est le coulomb.

Un courant électrique a lieu lorsque des particules électriques se déplacent. Le

courant est égal au rapport de la quantité de charges électriques déplacées au temps

requis pour faire ce déplacement. 1 A est le courant électrique existant quand une

charge électrique de 1 C passe à un endroit d'un circuit en 1 s (1 A = 1 C/s).

Une autre unité de CHARGE électrique est utilisée dans le monde

de l'industrie. Il s'agit de l'ampère-heure (1A·h = 3600C).

Sens du courant électrique

Dans un fluide (gaz ou liquide), les particules électriques positives et négatives

peuvent se déplacer. Il y a donc des ions positifs (cations) qui se déplacent vers la

borne négative alors que les ions négatifs (anions) se déplacent la borne positive, et

donc en sens contraire. Il y a donc un courant électrique se produisant dans les deux

sens.

Dans les solides, les particules positives voudraient bien se déplacer mais elles

sont retenues sur place, attachées à leur milieu... la substance est solide. Les seules

particules électriques pouvant se déplacer dans un solides sont les électrons qui se

déplacent de la borne (-) de la source de courant vers la borne (+).

Pour éviter toute confusion, on établit le sens du courant électrique comme celui

des charges positives. Ainsi, les particules électriques en mouvement dans

un fil se déplacent en sens contraire du sens conventionnel.

Le coulomb est l'unité SI mesurant lacharge électrique. Son symbole est lalettre C. Un coulomb est équivalentà 6,25x10 charges élémentaires. 18

La charge élémentaire est utiliséepour mesurer la charge de quelquesparticules (protons, électrons), alorsque le coulomb sert pour les quantitésplus proches des réalités humaines.

Symbole : q

Unité SI : 1 coulomb = 1C

La charge électrique

...représente la quantité de chargesélectriques se déplaçant à un endroiten un temps donné. On le mesure enampère. Un ampère est un courantéquivalant au déplacement d'uncoulomb en une seconde.

Symbole : I

Unité SI : 1 ampère = 1A

Le courant électrique...

I : courant (A)q: charge électrique (C)Ät : durée du courant (s)

...donne le nombre de chargeélectrique passant un point de circuiten un temps donné... un peu commeun tourniquet de métro. Cet appareildoit être placé sur le trajet descharges électriques (en série), àl'endroit où l'on désire mesurer lecourant. L'ampèremètre est unappareil possédant une polarité: ondoit le brancher en prenant garde àses bornes (+) et (-).

L'ampèremètre...

Lecture p.174-182

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Exercices

1. Quelle est la charge électrique de 4 protons ?

2. Un courant électrique déplace une charge de 15,7 C. Combien de charges élémentaires cela représente-t-il ?

3. Un courant électrique de 4,5 A circule pendant 4 heures dans un circuit. Quelle charge électrique a été

déplacée durant cette période ?

4. Un courant électrique de 2,3 A permet de déplacer 4,8 × 10 électrons. Combien de temps cela a-t-il prit ?20

5. Détermine l'intensité du courant électrique lorsque 3,12 x 10 électrons passent à chaque seconde à un20

certain point dans un circuit.

6. Quelle charge peut fournir une batterie qui débite 2 ampères pendant 2 heures ?

7. Une charge de 1000 C circule dans un fil conducteur en 10 s. Quel est le courant électrique ?

8. L'étiquette d'une batterie indique 50 A·h. Calcule la charge totale de la batterie en coulombs et en charges

élémentaires.

9. Un courant de 5 ampères circule pendant 1 heure et demi dans un circuit. Combien de charges élémentaires

ont circulé ?

10. Combien de temps faut-il pour recharger une batterie de 225 A·h à l'aide d'un courant de 15 A ?

11. Au laboratoire, nous branchons une lampe à une pile de 2 ampère-heures. Le courant circulant dans la lampe

est de 0,4 ampère. Combien d'heures demeurera-t-elle allumée ?

12. Combien de décharges électriques peut assurer une batterie dont la charge est de 1,8 x 10 C, si chaque5

décharge demande 100 ampères pendant 3 secondes ?

13. Une batterie de 2 A·h se décharge en 20 minutes. Quelle est l'intensité du courant produit ?

B- Conducteurs et isolants

Le courant électrique correspond à un déplacement de charges électriques. Ces charges ne circulent pas aussi

facilement dans tous les matériaux. Certains laissent en effet passer le courant électrique assez facilement.

On dit qu'ils ont une bonne conductibilité électrique. D'autres ont plutôt tendance à bloquer le passage aux

charges électriques. Ils ont une qu'ils ont une mauvaise conductibilité électrique.

Un conducteur électrique est un corps qui laisse facilement passer le courant électrique. Il n'y a pas de

conducteur parfait et même les bons conducteurs s'opposent toujours un peu au courant. Le cuivre, un excellent

conducteur électrique servant à faire les fils électriques des maisons, peut

s'échauffer et même mettre le feu si le courant qui y circule devient trop

important. Le fil électrique alimentant une bouilloire peut s'échauffer

lorsqu'on s'en sert, même si ce n'est pas ce fil qui est supposé chauffer. Il y a

perte d'énergie et donc opposition au courant.

Un isolant électrique est une substance qui ne laisse pas passer le

courant électrique. L'air est un bon isolant et le courant ne passe pas dans

l'air entre les deux bornes d'une prise de courant. Toutefois, avec un voltage

suffisant, il est possible de faire passer le courant dans l'air : on a alors une

étincelle ou même la foudre. On peut donc faire passer du courant dans un

isolant.

Conductibilité : propriété de fairepasser ou nom le courant électrique....représente la quantité de chargesConductivité : mesure de laconductibilité pour une substance.Conductance : mesure de laconductibilité pour un objet.

Termes résistivité et résistance sontdéfinis selon le même principe.

Conduct...quoi ?

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On peut classer les substances en fonction de leur conductivité et on obtient une liste continue allant des très

bons isolants jusqu'au très bons conducteurs. Une limite conventionnelle sépare les conducteurs des isolants. La

conductivité est la mesure de la conductibilité d'un objet.

Un fil électrique donné n'a pas la même capacité qu'un autre de laisser le courant électrique. Plus le fil est

gros, plus les électrons ont de la place pour passer. Un fil plus long absorbe plus d'énergie qu'un fil plus court car

les électrons rencontrent moins d'opposition à leur mouvement. La température peut également influencer le

courant. Lorsqu'un fil est plus chaud, les atomes le composant vibrent davantage, s'opposant au mouvement des

électrons. Enfin, les fils faits de certaines ont plus de difficultés à transmettre le courant car les électrons sont

retenus plus fortement aux atomes que des fils faits d'autres substances retenant moins ces électrons. Une bonne

conductibilité est donc favorisée lorsqu'un fil est plus gros, plus court, plus froid et fait d'une substance possédant

plus d'électrons libres dans une substance les retenant moins.

Conductibilité selon la position dans le tableau périodique

Chez les non-métaux, les éléments tendent à garder leurs électrons périphériques afin de pour ressembler

aux gaz inertes. Les électrons peuvent donc difficilement se déplacer car ils sont retenus fortement par leur atome.

Les non-métaux sont de mauvais conducteurs.

Les métaux tendent à donner leurs électrons périphériques pour ressembler aux gaz inertes. Ces électrons

peuvent donc facilement se déplacer car ils ne sont retenus que faiblement par leur atome. Les métaux sont de

bons conducteurs.

Enfin, les métalloïdes sont appelés semi-conducteurs...pourquoi donc ?

Exercices

1. Complète les exercices 1 à 12 de la page 204 du manuel Synergie.

2. Identifie les substances utilisées normalement pour la fabrication

a) ...des fils électriques ?

b) ...des fusibles ?

c) ...des filaments des ampoules électriques ?

3. Quelles propriétés doivent avoir les substances mentionnées à la question précédente afin de faire la tâche

demandée ?

4. De quels facteurs dépendent la conductibilité électrique d'un fil électrique ? Comment ces facteurs affectent-

ils cette conductibilité ?

Lecture p.187, 190

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C- La différence de potentiel

La différence de potentiel (ddp) est l'énergie qu'il faut fournir à une charge d'un

coulomb pour qu'il passe du point A à un point B dans un circuit électrique. Cela

correspond donc à l'énergie dépensée par ce coulomb pour aller de A à B. La

tension ou le voltage sont des synonymes de différence de potentiel.

Tout objet se déplace toujours naturellement d’un point où son potentiel est plus

élevé vers un point où son potentiel est moins élevé. Les charges électriques font la

même chose.

Ex(1) : Un grille-pain ordinaire est parcouru par un courant de 8 A durant

3 minutes lorsqu'il fonctionne. Quelle énergie est alors dépensée par le

grille-pain ?

Ex(2) : Quel est le courant électrique nécessaire pour transporter une énergie de 100 kJ par un appareil

fonctionnant durant 15 minutes sous une tension de 20 V ?

...représente l'énergie dépensée parun coulomb de charge entre deuxpoints d'un circuit. On la mesure envolts. Un volt est une tensionéquivalente à une énergie d'un jouledépensée par une charge électriqued'un coulomb.

Symbole : U

Unité SI : 1 volt = 1V

La tension électrique...

U : tension électrique (V)E : énergie (J)q : charge électrique (C)

...mesure la différence de potentielentre deux points A et B d'unélément de circuit. Une des bornesdu voltmètre est reliée à une extrémitédu circuit et l'autre borne duvoltmètre est reliée à l'autre extrémitéde l'élément. Le voltmètre doit doncêtre branché entre deux points d'uncircuit, en parallèle à l'élément donton désire mesurer la ddp. Levoltmètre possède également unepolarité : on doit prendre garde à sesbornes (+) et (-).

Le voltmètre...

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Exercices

1. Combien d'énergie une pile de 12 V fournit-elle à chaque unité de charge qu'elle produit ?

2. Une pile dépense 360 J pour déplacer une charge de 40 C. Quel est le voltage de la pile ?

3. Quelle est la quantité d'énergie fournie en 1 h par une pile de 6 V où circule un courant de 2 A ?

4. Un courant de 0,05 A circule pendant 10 minutes, permettant ainsi la dépense de 360 J. Quelle est le voltage

de la pile à l'origine de ce courant ?

5. Combien d'énergie possède un électron circulant dans un circuit si la source de courant reliée à celui-ci est de

1,5 V et si le courant qui y circule est de 0,2 A ?

6. Une ampoule électrique reliée à une pile de 2 V est parcourue par un courant de 5 A, et ce pendant 20 s. La

pile est marquée 3 A·h.

a) Quelle est l'énergie dégagée par l'ampoule durant ce temps ?

b) Quelle est l'énergie fournie à chaque coulomb par la pile ?

c) En combien de temps l'ampoule s'éteindra-t-elle (i.e. la pile sera vidée de sa charge) ?

7. Une batterie capable de produire une charge de 1,8 x 10 C fonctionne durant une heure et s'éteint.4

a) Quelle est la charge de la batterie en A·h ?

b) Un appareil est soumis à une tension de 30 volts pendant 20 secondes. Quelle énergie est dépensée ?

c) Quel courant a-t-elle débité durant ce temps ?

D- Conductance et résistance

On branche un élément de circuit à une source de courant. On fait varier

la tension aux bornes de la source de courant et on mesure le courant

obtenu dans chacun des cas. Les résultats sont alors représentés sur le

graphique ci-contre. On obtient une droite montrant une relation de

proportionnalité directe.

Une telle relation montre que y est directement proportionnel à x.

On peut changer une RELATION de proportionnalité en ÉQUATION en ajoutant une

constante de proportionnalité ... où « a » est la pente du graphique.

Par analogie, on peut écrire...

... où « G » est une constante de proportionnalité, égale à la pente du graphique

I = ƒ(U). Cependant, étant donné que dans le cas de I = ƒ(U), la droite passe toujours par l'origine.

G :

I :

U :

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Ainsi, la conductance est une mesure de la facilité avec laquelle un conducteur

peur laisser passer le courant. Elle est égale au rapport du courant traversant

l'élément à la tension appliquée à ce moment aux bornes de cet élément.

La conductance se mesure en siemens, lequel est égal au rapport entre le courant

et la tension. Ainsi, une conductance d'un siemens permet d'obtenir un courant d'un

ampère lorsqu'une tension d'un volt est appliquée aux bornes de l'élément.

Beaucoup plus utilisée dans la réalité, la résistance n'est que l'inverse de la

conductance. Elle est donc la mesure de la capacité d'un objet de s'opposer au

passage du courant électrique.

U :

I:

R:

G:

Loi d’Ohm

La loi d'Ohm nous indique que le rapport de la tension au

courant (U/I) est constant pour un élément de circuit donné.

Un conducteur obéit à la loi d'Ohm UNIQUEMENT si R est

indépendant de U et de I. Cette loi est valable pour les

conducteurs métalliques et lorsque la température du conducteur

est à peu près constante durant les mesures. Cependant, de nombreux conducteurs n'obéissent pas à la loi d'Ohm

et R dépend de U. Nous ne les verrons pas dans le cadre de ce cours.

Ex(1) : Un élément de circuit est parcouru par un courant de 4A lorsqu’il est soumis à une tension de 12V.

Détermine la résistance de cet élément ?

Ex(2) : On applique une différence de potentiel de 20 V pendant 2 minutes sur un élément de circuit dont

la conductance est de 4 S. Quelle charge électrique traverse cet élément durant cette période ?

...est la mesure de la capacité d'uncorps de laisser passer le courantélectrique.

Symbole : G

Unité SI : 1 siemens = 1S

La conductance...

La résistance est la mesure de lacapacité d'un corps de s'opposer aupassage du courant électrique. C'estdonc l'inverse de la conductance.

Symbole : R

Unité SI : 1 ohm = 1Ù

...et la résistance.

Loi d'Ohm

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Éléments de circuit

Fonction d'alimentation pile, batterie, dynamo (courant continu)

Alternateur, ondulateur(courant alternatif)

Fonction de conduction fil électrique, structure

Fonction d'isolation isolant de verre, plastique, céramique...

Fonction de contrôle résistor (résistance fixe), rhéostat et potentiomètre...

Fonction de protection Coupe-circuit (fusible (alliage Pb-Sn) et disjoncteurs (électromagnétique)

Fonction de commande Interrupteur

Exercices

1. Complète les exercices 1 et 2 de la page 467 du manuel Synergie.

2. Complète les exercices 19 à 27 de la page 205 du manuel Synergie.

3. Une lampe fonctionnant sur 12 V et dans laquelle circule un courant de 3 A reste allumée pendant 10 s.

Quelle est la conductance de la lampe ?

4. Quelle est la résistance d'un circuit dont la conductance est de ...

a) ...4 x 10 S ? b) ... 4000 S ? c) ... 3 mS ? d) ... 23 kS ?-4

5. Un courant de 2 A traverse un résistor lorsqu'on y applique une différence de potentiel de 10 V. Qu'arrive-t-il

au courant dans le résistor si on double la différence de potentiel à ses bornes ?

6. Quelle est la résistance et la conductance du résistor du circuit ci-contre ?

7. Laquelle des caractéristiques d'une lampe est la cause de la chute de potentiel

mesurée à ses bornes ?

8. Quelle est la résistance d'un appareil électrique sous une tension de 10 V s'il y

circule un courant de 2 A ?

9. On applique une tension de 110 V à un résistor de 200 Ù. Quel courant y circule ?

10. Quelle est la chute de potentiel aux extrémités d'un résistor de 16 Ù s'il y circule un courant de 3 A ?

11. On désire mesurer le voltage et l'ampérage dans la lampe du circuit

ci-contre. Ajoute à ce circuit les appareils appropriés, et indique la

polarité de chacun (côté positif et côté négatif).

Lecture p.187, 455-460

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E- Circuit en série et circuit en parallèle

Afin de faciliter l'étude des circuits, nous allons découper le circuit en différentes sections simples, à

l'aide de noeuds et de mailles. Un noeud est un lieu d'un circuit où sont branchés trois fils ou plus,

c'est-à-dire où le courant peut se diviser ou se réunir. Une branche est un lien simple entre deux

noeuds successifs. Une maille est un parcours fermé dans un circuit.

Identifie trois branches.

Identifie trois mailles.

Répartition du courant et du voltage dans un circuit série

Dans un circuit en série, le courant est le même à

chacun des points du circuit.

I =

Dans un circuit en série, la différence de potentiel

aux bornes de la source est égale au total des ddp

aux bornes de chaque élément de circuit.

U =

Répartition du courant et du voltage dans un circuit parallèle

Dans un circuit en parallèle, les courants électriques

qui traversent chaque branche s'additionnent pour

donner le courant total.

I =

Dans un circuit en parallèle, la ddp aux bornes de la

source est égale à la ddp aux bornes de chacun

des éléments du circuit.

U =

Les lois de Kirchhoff

Les lois de Kirchhoff sont la loi des courants et la loi des tensions. La loi des courants précise qu'à

un noeud de circuit, la somme des courants qui entrent dans le noeud est égale à la somme des courant

qui en sortent. La loi des tensions, quant à elle, affirme que la somme des différences de potentiel aux

bornes des éléments d’une maille est nulle. En d'autres mots, les tensions fournies sont égales aus

tensions dépensées.

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F- Résistance équivalente

La résistance équivalente d'un groupe de résistors est la valeur de la résistance unique qui pourrait

remplacer ce groupe de résistor tout en ayant le même effet sur le courant et la tension du circuit.

On peut calculer la résistance équivalente d'un groupe de résistances individuelles, de résistances

équivalentes ou même d'un circuit complet.

Résistance équivalente d'un circuit en série

Dans un circuit en série (une maille), la somme des ddp aux bornes de

chaque élément est égale à la ddp aux bornes du circuit.

On substitue U par R I

Dans un circuit en série, le courant est le même dans chacun des

éléments du circuit.

e R : résistance équivalente d'uncircuit en série (Ù)

Résistance équivalente d'un circuit en parallèle

Dans un circuit en parallèle, la somme des courants circulant dans cha-

cun des éléments du circuit est égale au courant total dans le circuit.

On substitue I par

Dans un circuit en parallèle, la ddp est la même aux bornes de chaque

élément du circuit.

e R : résistance équivalente d'uncircuit en parallèle (Ù)

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En résumé...

Série Parallèle

U

I

R

eDans un circuit en série, la résistance équivalente R est toujours plus grande que la plus grande des

résistances du circuit alors que dans un circuit en parallèle, la résistance équivalente est toujours plus petite que la

plus petite des résistances du circuit. Ainsi, lorsqu'on met en contact deux points de potentiels différents à l'aide

d'un conducteur de résistance nulle, la résistance globale entre ces deux points est nulle. Tout le courant passe par

ce conducteur et rien ailleurs... c'est un court-circuit.

Résolution des circuits

Ex(1) : Un circuit est constitué de 4 résistors branchés en série à une pile. Ces résistors valent

respectivement 10 Ù, 60 Ù, 15 Ù et 30 Ù. Un courant de 2 A circule dans le résistor de 15 Ù.

Détermine le courant à la sortie de la pile, la tension aux bornes du résistor de 60 Ù et la tension à

la source.

U (V)

I (A)

R (Ù)

Algorithme de résolution des circuitsDessiner les noeuds, numéroter les résistors.

Répéter

Sur une branche, pas plus d'un résistor.

Entre deux noeuds consécutifs, pas plus d'une branche.

Jusqu'à ce que

Un seul résistor, qui correspond à la résistance équivalente

Méthode du tableau : On simplifie progressivement un circuit en suivant l'algorithme ci-dessus, et en

plaçant les variables dans un tableau. On remplit ensuite le tableau en tenant

compte des deux lois de Kirchhoff, des résistances équivalentes en série ou en

parallèle, et de U = RI

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Ex(2) : Un circuit est constitué de 5 résistors branchés en parallèle à une pile. Il y a deux résistors de 4 Ù

et 3 résistors de 2 Ù. La tension à la source est de 24 V. Quel courant peut être mesuré à la sortie

de la source, et quel courant circule dans un des résistors de 2 Ù ?

U (V)

I (A)

R (Ù)

Exercices

1. Deux résistors de 8 Ù et 12 Ù sont en séries avec une pile de 36 V. Détermine ...

a) ... le courant dans le résistor de 8 Ù.

b) ... la ddp aux bornes du résistor de 12 Ù.

c) ... l’énergie dissipée dans le circuit durant deux minutes.

2. Une pile de 100 V est branchée en série avec deux résistors. Ces derniers ont des valeurs respectives de 9 Ù

et de 11 Ù. Quelle est la tension aux bornes du résistor de 9 Ù ?

3. Le circuit ci-contre comprend un moteur utilisé comme utilitaire (pas comme source

de courant). Lorsque l'interrupteur est fermé, l'ampèremètre indique 2 A et le

voltmètre relié au moteur indique une tension de 6 V. Qu'indique le voltmètre

branché à la source de courant ?

4. a) Quelle est la valeur de R ?

b) Quelle tension y a-t-il aux bornes de R ?

c) Combien d'électrons passent dans le circuit

en 5 minutes ?

5. Huit petites lumières d'arbre de Noël sont branchées en série à une source de 110 V. Un courant de 0,5 A y

circule. Calcule...

a) ...la résistance totale du circuit.

b) ...la résistance de chacune des lumières.

c) ...la différence de potentiel aux bornes de chaque lumière.

6. La tension aux extrémités de deux résistors de 7 Ù et 21 Ù branchés en parallèle est de 12 V. Quel est le

courant circulant dans la pile et dans chacun des résistors ?

7. Combien de résistors de 220 Ù doit-on brancher en dérivation pour que le courant dans le circuit principal

soit de 5 A, lorsque ce circuit est relié à une source de 110 V ?

8. Un résistor inconnu est branché en parallèle avec un résistor de 45 Ù, ce qui donne une résistance totale de

18 Ù. Quelle est la résistance du résistor inconnu ?

Lecture p.187-188, 194

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1 3 29. Dans le circuit ci-contre, A indique 7 A et A indique 4 A. Qu'indique A ?

1 210. Détermine les valeurs de R et R .

G- Les circuits mixtes

Ex(1): À partir de ce circuit, réponds aux

questions suivantes.

a) Quelle est la résistance équivalente

du circuit ?

b) Quel est la valeur du courant principal

circulant dans le circuit ?

c) Quel est le courant circulant dans le

résistor de 2 Ù ?

d) Quelle est la ddp aux bornes du

résistor de 6 Ù ?

U (V)

I (A)

R (Ù)

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Exercices

1. Calcule la résistance équivalente de chacun des circuits suivants.

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

2. Chacun des résistors des systèmes suivants ont une résistance «R». Exprime la résistance équivalente de

echacun des systèmes en fonction de R. (Ex : R = 5R)

a)

b)

c)

d)

e)

3. Les circuits suivants sont composés d'ampoules ou de résistors. Les ampoules (ou les résistors) ne sont pas

nécessairement identiques. Les cercles représentent des ampèremètres. Les lectures de certains

ampèremètres ne sont pas fournies. Détermine les lectures manquantes.

a)

b)

c)

d)

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4. Dans les circuits suivants, la lecture de certains

voltmètres n’est pas fournie. Détermine les

lectures manquantes.

a)

b)

c)

5. a) Calcule la résistance équivalente du circuit.

b) Calcule le courant total.

c) Calcule le courant dans le résistor de 7 Ù.

6. Calcule le courant dans chacun des

résistors de ce circuit.

7. Calcule le courant qui traverse le résistor de 6 Ù lorsqu'on ap-

plique une tension de 5 V entre les points A et B.

8. Détermine la résistance équivalente du circuit et le courant

circulant dans le résistor de 8 Ù.

9. a) Détermine la résistance équivalente du circuit ci-

dessous.

b) Quel courant est lu sur l’ampèremètre ?

c) Détermine le courant dans le premier résistor de 21 Ù.

d) Détermine la tension lue sur le voltmètre.

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10. Lorsque le circuit ci-contre est utilisé tel quel, l’ampèremètre

indique un courant de 4 A.

a) Détermine la tension à la source.

b) Détermine le courant aux points P et Q.

11. Détermine la lecture sur l'ampèremètre.

1 2 1 2.12. Détermine les courants I et I qui devraient être lus sur les ampèremètres A et A

13. La lecture faite sur l’ampèremètre est de 2,5 A. Détermine

la résistance équivalente de ce circuit, de même que la

résistance du résistor R.

14. L'ampèremètre indique un courant de 5,4 ampères.

Quelle est la tension à la source ?

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