cours d'electricite de a-z

L'lectricit M. BERBEN

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TTOOUUTT SSAAVVOOIIRR SSUURR LL''LLEECCTTRRIICCIITT

1. INTRODUCTION

Youppie, c'est les vacances ! Pour te faire plaisir, tu pars

une semaine dans une station de Ski dans les Alpes franaises. Tout

d'abord, lorsque tu veux te payer une descente excitante en

snowboard, tu dois avoir au minimum une piste, un remonte-pente

et certains obstacles dans la piste pour rendre ta descente plus ...

lectrisante !

Ainsi, tu as un trajet de snowboard qui te permet de faire

autant de descentes que tu le veux. De la mme faon, un circuit

lectrique est un trajet constitu d'au moins un

................................................................................................................................................ . Un circuit

lectrique est en quelque sorte une piste de ski o des lectrons (les utilisateurs du circuit) circulent

selon des rgles prcises.

2. CONDUCTEURS ET ISOLANTS

Tu as envie d'entrer dans une prairie entoure

d'une clture lectrique:

1) Que se passe-t-il lorsque vous touchez le fil

avec votre main ? ..........................................................

.............................................................................................

2) Que se passe-t-il lorsque vous touchez le

poteau en bois ? .............................................................

.............................................................................................

Cela signifie qu'il y a des matriaux dans lesquels le courant

et d'autres matriaux dans lesquels le courant

Un conducteur cest

Un isolant cest

Une rsistance cest


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Remarque : Lorsque tu branches un appareil lectrique au secteur, tu ne te fais pas

lectrocuter, pourtant, tu touches le cble qui conduit llectricit

Mais qu'est-ce que l'lectricit ?

Voici une question intressante... En effet, tout le monde

sait que lorsqu'on appuie sur l'interrupteur, la lampe

s'allume et que lorsqu'on branche la prise de l'aspirateur,

il se met en marche. Mais que se passe-t-il l'intrieur

des fils lectriques ?

Nous pouvons tenter de comprendre l'lectricit en

scrutant la matire une chelle microscopique: celle de

l'atome.

Des mots sont manquants dans l'explication ci-dessous, complte-la en utilisant les termes

adquats.

Schmatise un atome pour illustrer la situation explique

Au centre de chaque atome, on trouve un ......................................... qui contient des particules appeles ....................................... dont la charge est ............................................ Autour de ce noyau, tournoie un nuage d'........................................................ chargs .............................................................................

Les ................................................. et les .......................................... s'attirent, c'est ce qui

maintient ces derniers dans le giron du noyau. Les lectrons les plus faiblement lis sont

susceptibles de sortir de cette " sphre d'influence ". Ils se dplacent alors dans la

matire, se regroupent dans une direction privilgie et peuvent parfois sauter jusqu'

l'atome voisin. La charge ou la rpartition de charges du corps est alors modifie.


3

Comment expliquer ce phnomne ?

Si tous les atomes ont des lectrons. Ils ne conduisent pas

tous le courant lectrique. On appelle

......................................................... les matires qui ne conduisent

pas l'lectricit, comme le plastique ou le verre l'air. Et

......................................................... celles qui la conduisent,

comme l'or ou le cuivre.

Certains conducteurs sont moins bons que d'autres, le

courant rencontrant alors de nombreux obstacles son

passage. Ce sont par exemple le graphite (mine de crayon) et

l'eau sale.

C'est ce dplacement d'lectron que nous nommons ...............................................................

3. LE CIRCUIT LECTRIQUE

Le circuit lectrique peut tre constitu d'normment dlments. Mais pour commencer, nous

allons faire simple.

Cite les diffrents composants de base qui constitue un circuit lectrique simple: ...................................................................

...................................................................

...................................................................

...................................................................

...................................................................

Quelle est la diffrence entre un gnrateur et un rcepteur lectriques ?

Dessine un circuit lectrique simple dans l'encadr en utilisant tous les composants cits.

Pour simplifier la reprsentation d'un circuit et pour que tout le monde comprenne, nous faisons

une reprsentation code avec des symboles normaliss.


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Complte le tableau suivant. Nom quoi a sert ? Symbole

................................................

................................................

................................................

................................................

................................................

................................................

................................................

................................................

Moteur lectrique

................................................

................................................

................................................

Rsistance lectrique

................................................

................................................

................................................

................................................

................................................

................................................

................................................

................................................

Conducteur lectrique

................................................

................................................

................................................

................................................

3.1 Schmatisation du circuit lectrique

Il y a quelques rgles respecter pour schmatiser un circuit lectrique.

1. Repre les composants du circuit lectrique

2. Commence par dessiner le gnrateur partir d'une de ses bornes.

3. Rpartir les symboles le long du circuit de faon ce que le schma soit en forme de

rectangle (clair et quilibr).

-


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toi de jouer ! Voici un montage lectrique simple. Schmatise-le en utilisant les conventions.

Montage lectrique Schma

Selon la position de linterrupteur, le circuit peut soit :

tre ferm :

tre ouvert :

Donc, dans le langage courant, allumer une lampe signifie

.............................................................. , alors qu'teindre une lampe signifie

..............................................................

Remarque: Par convention, un circuit lectrique se schmatise gnralement dans sa position

ouverte (la lampe teinte).

3.2 Le sens du courant lectrique

Les scientifiques du 19e ont dtermin par convention le sens du courant lectrique comme tant

de la borne + vers la borne - . Cependant, dans un conducteur mtallique, le sens rel du courant

est linverse du sens conventionnel. Le sens rel du courant lectrique est donc de la borne

ngative vers la borne positive.

Trace sur le schma lectrique suivant: en rouge une flche reprsentant le sens conventionnel du courant et en vert le sens rel du courant


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4. LES EFFETS DU COURANT

4.1 L'effet .................................

Que provoque l'lectricit dans le fer repasser, la cafetire, la lampe

reprsente ?

Le courant lectrique provoque .................................................................. de toutes les

"matires" qu'ils arrivent traverser. C'est ce qu'on appelle l'effet Joule.

Ce dgagement de ....................................................................... est variable. Dans le filament d'une

lampe, il entrane une forte augmentation de la temprature (plus de 2500C). Le filament met

alors une lumire vive.

4.2 L'effet .................................

Que provoque le courant lectrique dans la machine lessiver, le batteur,

laspirateur ?

Sais-tu que si on place une boussole prs dun fil parcouru par un courant lectrique, elle

est perturbe (laiguille tourne sans arrt).

Cest ce quon appelle leffet du courant lectrique.

Ce phnomne est utilis dans les lectro-aimants et les moteurs lectriques.

4.3 L'effet ..................................

Lorsquon recharge des accumulateurs (batteries rechargeables), on fait circuler du

courant lectrique dans un liquide : on provoque une raction chimique avec dgagement

gazeux, dpt dun mtal,

La mme raction en sens inverse produit llectricit et fait fonctionner ton GSM !

Travail de recherche : fait une recherche domicile de quelques lignes sur llectrolyse de leau (dfinition, schma, explication)

5. QUE SE PASSE-T-IL DANS UN CIRCUIT LECTRIQUE ?

5.1 Le courant lectrique

Le courant lectrique du circuit et le dbit de snowboarders sur la piste

Par une belle journe de fvrier, pendant que tu te relves dune chute au milieu de ta piste prfre, tu observes un phnomne tonnant. Pendant environ cinq secondes, une dizaine de planchistes

passent ct de toi toute vitesse. Tu ralises alors que si tu voulais connatre le dbit de

snowboarders sur cette piste, tu naurais qu compter le nombre de gens qui passe devant toi chaque seconde.


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Tu constates alors que si la piste tait un fil conducteur et que les snowboarders

taient des lectrons libres, tu pourrais refaire la mme exprience et calculer le

nombre dlectrons qui passe en un point prcis du fil chaque seconde. Le dbit dlectrons dans le fil conducteur est ce que lon appelle courant lectrique. Lunit conventionnelle du courant lectrique est lampre.

Dans le cas de notre circuit lectrique, l'intensit est la quantit

d'lectricit qui passe un endroit en une seconde. Dans le systme

international d'unit, l'intensit s'exprime en ampre (A).

Dans le cas du courant lectrique, une intensit de 1 ampre correspond au

passage de 6,25 x 1018 (soit 6 250 000 000 000 000 000) lectrons en 1 seconde.

L'intensit du courant ne donne pas directement le nombre d'lectrons qui passent en une

seconde... tout simplement parce qu'il y en a beaucoup, le nombre serait trop grand crire.

Courant ou intensit Symbole Unit

Marie-Andr Ampre

Crateur du vocabulaire de l'lectricit (il invente les termes de courant et de

tension), Ampre apparat aujourd'hui comme l'un des plus grands savants du

XIXe sicle, pre d'une branche entire de la physique.

Mathmaticien, physicien, Ampre est aussi chimiste : il est l'un des premiers

distinguer les atomes des molcules. Indpendamment d'Avogadro, il formule en

1814 la loi, dite parfois loi d'Avogadro-Ampre, selon laquelle tous les gaz,

volume gal et pression gale, renferment le mme nombre de molcules.

5.2 La tension ou diffrence de potentiel

La diffrence de potentiel dans le circuit et la diffrence de hauteur entre deux

points de la piste

Toujours par cette journe ensoleille

de fvrier, tu tarrtes au bas de la pente pour te reposer un peu et tu regardes lallure de deux pistes distinctes. Avec cette vue

densemble, tu constates que, bien que les deux pistes se rejoignent en bas de la

montagne au mme endroit, le dpart de la

piste de droite est beaucoup plus haut que

celui de la piste de gauche. Selon ton

estimation, une centaine de mtres de

hauteur spare le dpart de chaque piste.

Tu te demandes alors si la diffrence

de hauteur entre le point de dpart et le point

darrive dune piste aura une influence sur le dbit des snowboarders de cette piste.

Partons de la situation o tu te trouves au sommet dune montagne, debout sur ta planche et au bout dune piste de ski parfaitement horizontale. Pourrais-tu te rendre lautre bout si tu te laisses aller ? Non et sais-tu pourquoi ? Parce quil ny a pas de diffrence de hauteur entre le point o tu te


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trouves et lautre bout de la piste. Imaginons maintenant que tu sois au point le plus lev dune piste qui est assez incline. En ne fournissant aucun effort, pourrais-tu te rendre lautre bout qui se trouve plus bas ? Bien sr que oui !

Or, tu commences te douter quil doit bien y avoir, dans un circuit lectrique, une quivalence la diffrence de hauteur sur une piste de ski. Tu as parfaitement raison et cest ce quon appelle la diffrence de potentiel.

La diffrence de potentiel dans un circuit lectrique est ce qui engendre le courant.

Par exemple, en laboratoire, si on mesure une diffrence de potentiel non nulle entre

deux points d'un circuit lectrique, alors on peut affirmer qu'il y a prsence d'un

courant lectrique dans le circuit. C'est un indice que les lectrons se dplacent.

Paralllement, on pourrait affirmer quun planchiste qui se trouve sur une piste incline sera invitablement attir vers le bas de la montagne sil se trouve au sommet de celle-ci. On appelle habituellement tension lectrique, la diffrence de potentiel dans un circuit lectrique. Lunit utilise pour exprimer la tension est le volt.

Maintenant, tu connais ce que sont le courant lectrique et la tension lectrique dun circuit. Cela dit, serais-tu capable de me dire quoi sert une pile dans un circuit lectrique ?

Diffrence de potentiel

Ou tension lectrique Symbole Unit

La pile du circuit lectrique et le remonte-pente de la piste.

Lorsque tu arrives la station de ski le matin, quelle est laction essentielle que tu dois poser pour descendre dans une piste ? Il faut

absolument que tu prennes le remonte-pente sans quoi, tu ne pourras

jamais tclater dvaler une pente ! Tu me diras que cela est bien vident, car tout le monde sait que pour descendre une piste, il faut

dabord monter au sommet de celle-ci. En effet, tu as raison. Le rle du remonte-pente est de tamener, sans que tu fasses deffort, dans une situation o il te sera

possible de descendre une piste. Mais aprs ta premire descente, que dois-tu faire lorsque tu es

revenu au point le plus bas de la piste et que tu veux continuer faire du snowboard ? Reprendre le

remonte-pente, videmment !

Dans un circuit lectrique, la pile joue le mme rle pour les lectrons que le

remonte-pente pour toi ! Celle-ci amne les lectrons dans un tat o ils peuvent

ensuite engendrer un courant lectrique, cest--dire dvaler dans le circuit cause dune diffrence de potentiel. Pour te donner un exemple, une pile de 9 volts signifie que cette pile peut prendre un lectron qui a un potentiel de zro volt et lamener ensuite dans un tat o il aura un potentiel de 9 volts.

Une fois ce potentiel lev atteint, llectron peut ensuite descendre dans le circuit. Exactement comme toi lorsque, la hte, tu quittes le sige du remonte-pente pour aller glisser sur

une piste poudreuse !

Tu as srement aussi remarqu quau centre de ski, plusieurs pistes de niveaux diffrents soffrent toi. Pourquoi une piste est-elle plus facile quune autre ? Serait-ce cause du nombre dobstacles dans cette piste ? Du nombre de bosses ? De linclinaison de la piste ?


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5.2.1 De Volta au volt

En 1786, Bologne, Luigi Galvani ralise une exprience avec des

cuisses de grenouilles mises en contact avec diffrents mtaux. Il

observe que les cuisses de grenouille coupes en 2 se rapprochaient

brusquement. La bte semblait reprendre vie, comme pour sauter. Ce

phnomne sera en quelque sorte le point de dpart de beaucoup de

dveloppements de la science moderne, Galvani pense alors dcouvrir

llectricit animale . Malheureusement, il attribue la production dlectricit la cuisse elle-mme, ce qui se rvlera tre une erreur En effet, Alessandro Volta sintressa cette exprience, pour lui,

deux mtaux diffrents mis en contact produisaient de llectricit, ce qui tait la cause des ractions de la grenouille.

En 1800, nous trouvons Volta dans son cabinet de physique. Sur une

table sont dposes des pices de monnaie en argent, des rondelles de

ZINC, de CUIVRE et de carton pais. Trois baguettes de bois sont

dresses entre lesquelles le vieux savant superpose avec le plus grand

soin, toujours dans le mme ordre, une rondelle de cuivre, une rondelle

de zinc puis une rondelle de carton trs mouill.

Il en empile ainsi plus de soixante. Cest la raison pour laquelle il avait donn le nom de pile cet trange appareil.

En touchant avec les doigts et en mme temps les extrmits de la

colonne, il sentit travers son corps une secousse dsagrable Une secousse lectrique. En hommage Volta, le Bureau International des

Poids et Mesures appeler VOLT, lunit de tension lectrique dfinie lors de sa confrence de 1881.

5.3 La rsistance lectrique

La rsistance dans le circuit et un obstacle dans une piste.

Puisque tes amis et toi aimez beaucoup les sensations fortes, vous dcidez de faire une descente

sur la piste qui contient le plus de bosses. Or, pendant que tu la dvales en zigzag, tu remarques que

tous les snowboarders et les skieurs descendent trs lentement, tout comme toi dailleurs ! Une fois en bas, tu comprends la raison pour laquelle les utilisateurs de cette piste ne descendent pas rapidement :

il y a trop dobstacles ! En regardant alors lensemble des pistes de la montagne, tu constates que le dbit de snowboarders le plus

faible est dans les pistes prsentant le plus de bosses.

Autrement dit, moins les obstacles dans la piste sont

nombreux, plus le dbit des snowboarders est grand. Est-ce

que les lectrons peuvent aussi tre freins de la sorte dans

un circuit lectrique ? Mais bien sr que oui ! Cette

opposition la circulation des lectrons dans un circuit

sappelle la rsistance lectrique. Comme des snowboarders qui rencontrent une srie

dobstacles dans une piste, les lectrons sont ralentis lorsquils rencontrent un lment du circuit qui prsente une grande rsistance leur dplacement.


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Une rsistance est un lment d'un circuit qui offre une rsistance en s'opposant au

passage des lectrons.

Rsistance lectrique Symbole Unit

Tu connais maintenant les points fondamentaux dun circuit. Un circuit simple peut tre

constitu dune pile, dune rsistance et de fils qui relient chaque lment les uns aux

autres.

5.3.1 Georg Ohm

Il est un physicien et professeur allemand, il commence ses travaux de recherche

par une tude sur la cellule lectrochimique, rcemment invente par Alessandro

Volta. En utilisant du matriel de sa propre invention, Ohm dtermine qu'il y a

une relation de proportionnalit directe entre la diffrence de potentiel applique

aux bornes d'un conducteur et le courant lectrique qui le traverse, ce qu'on

appelle maintenant la loi d'Ohm.

Il dtermine les relations fondamentales entre courant, tension et rsistance

lectrique, ce qui constitue le dpart de l'analyse des circuits lectriques

5.4 Les circuits en sries et en parallles

Un circuit mont en srie et une station de ski piste unique

Imaginons que tu te rends dans uns station de

ski piste unique. Les snowboarders comme toi

aiment beaucoup cette station, car mme si elle noffre quune piste, celle-ci contient beaucoup de bosses ! En fait, elle est trs amusante, car au tout dbut de la

descente, de nombreuses bosses stalent environ sur une soixantaine de mtres. Ensuite, la piste devient

trs plane sur une distance denviron 100 mtres. Un peu plus loin, un second amoncellement de neige

stale sur environ 100 mtres. Finalement, le reste de la piste est trs plat jusquau bas de la montagne. Si tu veux descendre cette piste, tu nas pas le choix ! Tu dois franchir les deux groupes de bosses, peu importe la faon dont tu descendras celle-ci.

l'aide de l'explication, raccorde en srie les deux rsistances suivantes:


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Si tu es capable de timaginer cette situation, tu comprendras alors ce quest un circuit

lectrique mont en srie. En effet, un tel circuit fait rfrence des lments branchs un la

suite de lautre. Les lectrons qui circulent dans celui-ci passent obligatoirement par chacune

des composantes du circuit.

En effet, un tel circuit fait rfrence des lments branchs un la suite de

l'autre. Les lectrons qui circulent dans celui-ci passent obligatoirement par chacune

des composantes du circuit.

Par exemple, notre station de ski unique contenant deux groupes de bosses serait un circuit dans

lequel nous comptons deux rsistances diffrentes relies par un fil. Les lectrons qui partent de la pile

doivent absolument passer par chaque rsistance avant de revenir la pile.

Pas mal, hein ! Je suis certain que tu dois maintenant te demander sil existe un type de circuit

dans lequel les lectrons ont le choix de passer par plusieurs chemins.

Un circuit mont en parallle et une station de ski deux pistes adjacentes.

Supposons que tu as trouv un centre de ski o

une piste se ddouble en un endroit pour former

deux pistes parallles. Un peu avant le bas de la

pente, avant la fin de celle-ci, les deux pistes se

rejoignent pour ne former nouveau quune seule piste. Tu vois ? Den bas, avant de prendre le remonte-pente, tu regardes le comportement

des snowboarders pour observer le dbit de

ceux-ci dans chaque branche de la double piste.

ton grand tonnement, tu constates que dans

la branche de gauche, le dbit est trs lent alors

que dans celle de droite, il est beaucoup plus

lev.

Aussi, lembranchement, tu remarques que le dbit des planchistes redevient le mme quen haut de la piste, avant que celle-ci ne se spare

en deux ! Pour comprendre ce qui se passe et en avoir le cur net, tu dcides alors de prendre le remonte-pente et de faire chacun des trajets, un aprs lautre. Une fois les deux trajets parcourus, tu comprends la raison de la diffrence des dbits de chaque

branche de la piste. Celle de gauche est remplie de bosses et de trous qui ralentissent les skieurs et les

snowboarders. Pour ce qui est de la branche de droite, elle ne contient presque pas dobstacles et les snowboarders sen donnent cur joie pleine vitesse ! Finalement, tu as bel et bien constat que le dbit des snowboarders, lorsque les deux parties parallles de la piste se rejoignent, est le mme quau sommet de la piste.

l'aide de l'explication, raccorde en parallle les deux rsistances suivantes:


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6. UTILISATION D'UN MULTIMTRE

6.1 Qu'est-ce qu'un multimtre ?

Dfinition : Un multimtre est un ensemble d'appareils de mesures lectriques regroups en un seul botier, gnralement constitu d'un voltmtre, d'un ampremtre et d'un ohmmtre.

Anciennement, les multimtres taient analogiques (avec une aiguille) et les valeurs mesures devaient tre calcules au lieu dune lecture directe.

Pour des facilits d'emploi, nous utilisons un appareil digital.

Il existe des appareils qui ne ncessitent aucun rglage de calibre (tension maximale que

l'appareil peut mesurer pour une position choisie de secteur) et donnent des mesures directes.

Malheureusement, pour des raisons budgtaires, ils nous sont inaccessibles.

6.2 Quest-ce que le calibre ?

Le calibre dun appareil est une de gamme de mesure maximale. Cette gamme permet lappareil

de calculer des grandeurs et doit donc tre correctement choisie et respecte sous peine de

dgrader lappareil voire de dtruire le circuit en cours de mesure.

Le calibre le plus adapt est celui le plus petit calibre de valeur suprieure la mesure.

Exemple : pour les piles de 1,5 V, on le calibre 2 V et pour les autres, utiliser le calibre 20 V.

Lgende :

~ : courant alternatif. : courant continue


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6.3 Mesurer lintensit lectrique

Comment sappelle lappareil de mesure permettant de mesurer le courant lectrique ?

...........................................................................................................................................................................................

Marche suivre :

1. Connecter le fil noir (-) la fiche COM, le fil rouge la fiche mA pour mesurer jusqu'

200 mA et pour les mesurer jusqu' 10 A employer la connexion 10 A MAX.

2. Mettre le secteur de la plage (A ) sur la position dsire en veillant au choix du calibre.

Si l'on ignore l'ordre de grandeur mesurer, on commence par le calibre le plus grand pour

ne pas risquer d'abmer l'appareil.

3. Ouvrir le circuit pour connecter les fils de mesure en srie, la borne "COM" de

l'ampremtre doit se trouver du ct de la borne - du gnrateur (si l'on inverse, le signe -

apparat gauche de la valeur indique).

4. Fermer le circuit lectrique

5. Lire la valeur indique sur laffichage, lunit de lintensit de courant tant lampre

Remarque : Ds que la mesure est termine, dbrancher immdiatement le fil rouge au

multimtre et le remettre en position voltmtre pour viter un court-circuit franc en cas de

mesure de tension (sans changement de position).

La mesure de lintensit dun circuit se fait TOUJOURS en SERIE

Raccorde correctement un circuit lectrique simple (pile, interrupteur, lampe) en plaant l'ampremtre au bon endroit.

6.4 Mesurer la tension ou diffrence de potentiel

Comment sappelle lappareil de mesure permettant de mesurer la diffrence de potentiel ?

...........................................................................................................................................................................................

Marche suivre :

1. Avant de mesurer la tension, il faut rgler lappareil sur le type de courant sur lequel on travaille, ainsi que le calibre adquat.

2. La borne marque V doit tre relie la borne + et la borne marque COM la borne -.


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La mesure de la diffrence de potentiel dun circuit se fait TOUJOURS en

PARALLLE (ou en drivation)

Raccorde correctement un circuit lectrique simple (pile, interrupteur, lampe) en plaan t le voltmtre au bon endroit.

6.5 Mesurer la rsistance lectrique

Comment sappelle lappareil de mesure permettant de mesurer la rsistance lectrique ?

...........................................................................................................................................................................................

1. La mesure seffectue simplement en se connectant aux bornes de la rsistance.

2. Il ny a pas de sens, une rsistance est un composant bidirectionnel.

3. Il faut viter de toucher avec les doigts les bornes pour ne pas modifier la valeur lue.

Toutes les mesures de rsistance doivent se faire HORS TENSION

Raccorde correctement un circuit lectrique simple (pile, interrupteur, lampe) en plaant lOhmmtre au bon endroit.

7. DEUX TYPES DE COURANT EXISTANT

7.1 Le courant

Prenons lexemple de la pile lectrique. Observons plusieurs piles. Que remarquons-nous ?

7.1.1 Observations

...........................................................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................................................


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7.1.2 Conclusion

La borne prsente un surplus dlectrons alors que la borne

prsente un manque dlectron.

Le courant qui circule dans une pile est du courant car

7.1.3 Symbole

7.2 Le courant

Prenons diffrents appareils lectriques qui se branchent dans une prise de courant et observons leurs tiquettes informatives. Que remarquons-nous ?

7.2.1 Observations

...........................................................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................................................

7.2.2 Conclusion

Dans la vie quotidienne, nous utilisons principalement du courant .

Dans nos prises lectriques, chaque borne (trou de la prise) change de polarit 100 fois par

seconde, ce qui a pour consquence que le courant circule fois dans un sens et

fois dans lautre. Ce principe permet de produire 99% de l'nergie lectrique

consomm dans le monde.

7.2.1 Symbole

8. QUESTIONNAIRE : TESTE TES CONNAISSANCES

toi de jouer, rponds aux questions suivantes en taidant des explications prcdentes

Srie n1 : Caractristiques du circuit lectrique

1) Quels sont les constituants de base dun circuit lectrique ?

...........................................................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................................................

2) Quest-ce qui se dplace (qui est en mouvement) dans les fils dun circuit lectrique ?

...........................................................................................................................................................................................


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3) Rponds ces questions :

Quest-ce que lintensit lectrique ? ..................................................................................................................

Quest-ce que la tension lectrique ? ...................................................................................................................

...........................................................................................................................................................................................

Quest-ce que la rsistance lectrique ? ............................................................................................................

4) Comment appelle-t-on linstrument qui sert mesurer :

Lintensit lectrique ? .............................................................................................................................................

La diffrence de potentiel ? ....................................................................................................................................

La rsistance ? ............................................................................................................................................................

5) Quelle montagne gnrera la plus grande diffrence de potentiel ? (entoure la bonne

rponse)

6) Quelle est lunit conventionnelle :

Du courant lectrique ? ............................................................................................................................................

De la tension ? .............................................................................................................................................................

De la rsistance ? .......................................................................................................................................................

7) Si tu mesures une diffrence de potentiel entre deux points du circuit, y a-t-il un

dplacement dlectron dans ce circuit ? Si oui, pourquoi ?

...........................................................................................................................................................................................

8) Comme la temprature extrieure a une influence sur la qualit dune piste de snowboard,

penses-tu que la temprature des composantes dun circuit lectrique a une influence sur

la qualit du dplacement des lectrons ?

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

9) Quel rle joue la source de courant (une pile par exemple) dans un circuit lectrique ?

Autrement dit, quelle influence a-t-elle sur les lectrons ?

...........................................................................................................................................................................................


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...........................................................................................................................................................................................

10) Tu as une petite pile ronde devant toi sur laquelle est inscrit 1,5 V. Que

signifie ce nombre ?

...........................................................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................................................

11) Quel est leffet dune grande quantit dobstacles sur la vitesse des planchistes dans une

descente en snowboard ?

...........................................................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................................................

12) Quel est leffet dune rsistance leve sur le mouvement des lectrons dans un circuit

lectrique ?

...........................................................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................................................

13) Dans une pente, est-ce possible quun planchiste change soudainement de direction et quil

glisse jusquen haut de la montagne ? Explique pourquoi ?

...........................................................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................................................

14) Et est-il possible quun lectron se dplace dans le sens contraire des autres lectrons

dans un circuit lectrique ?

...........................................................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................................................

Srie n2 : Circuits monts en srie et en parallle

1) Comment sont relis les lments dans un circuit mont en srie ?

...........................................................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................................................

2) Si on coupe un fil dans un circuit mont en srie, le courant continuera-t-il de circuler

dans celui-ci ?

...........................................................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................................................

3) Dans un circuit mont en parallle, si on coupe une branche du circuit, le courant

circulera-t-il dans les autres branches ?

...........................................................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................................................

4) Selon toi, dans un circuit mont en srie, le courant est-il le mme partout ? Justifie ta

rponse.


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...........................................................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................................................

5) Quen est-il pour un circuit mont en parallle ?

...........................................................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................................................

6) Dans un circuit raccord en srie, la diffrence de potentiel entre deux points est-elle la

mme partout dans le circuit ?

...........................................................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................................................

7) Quen est-il pour le circuit en parallle ?

...........................................................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................................................

8) Tu regardes deux pistes indpendantes lune de lautre. Dans la premire, il y a beaucoup

dobstacles et la dnivellation entre deux points est trs grande. Dans la seconde piste, il

y a trs peu dobstacles et la dnivellation entre deux points est trs faible. Peut-on dire

que ces deux pistes ont le mme effet sur le dbit des snowboarders ? Pourquoi ?

...........................................................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................................................

9) Dans un circuit mont en srie, la rsistance a-t-elle une influence sur la diffrence de

potentiel ?

...........................................................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................................................

10) Selon toi, existe-t-il des circuits monts la fois en srie et en parallle ?

...........................................................................................................................................................................................

11) Schmatise un circuit de ce type en utilisant 3 lampes.


19

U/I =......

12) Dans le texte que tu viens de lire, lauteur a utilis le modle du snowboard pour te

prsenter les circuits lectriques. Saurais-tu imaginer un autre modle ? (rponds cette

question en compltant le tableau de la question 13).

13) Complte le tableau :

Elment du circuit Analogie utilise Un autre modle

Circuit lectrique Station de ski

Pile

lectron

Courant lectrique

Potentiel lectrique

Diffrence de potentiel

Rsistance lectrique

Circuit en srie

Circuit en parallle

9. TUDE D'UNE RSISTANCE EN COURANT CONTINU

9.1 Exprience

l'aide d'un gnrateur de tension continue rglable, faisons varier la tension prsente aux

bornes d'une rsistance, par exemple la rsistance chauffante d'une bouilloire. Intgrons un

voltmtre et un ampremtre dans le circuit afin de pouvoir prendre des mesures.

Nous remarquons que lorsque la tension aux bornes de la rsistance varie, le courant varie

galement. Utilisons le tableau ci-dessous pour noter les rsultats que nous obtenons.

U (V)

I (mA)


20

Reprsente, dans le cadre de droite, le schma de l'exprience que tu viens d'observer en utilisant les symboles lectriques conventionnels.

9.2 EXPLOITATION DES RSULTATS

Traons le diagramme (I ; U) en utilisant les donnes obtenues prcdemment. Sur le graphique,

I sera sur l'axe des abscisses et U sur l'axe des ordonnes.

Ralise le graphique sur une feuille millimtre que tu glisseras en annexe.

Nous constatons que les points sont ....................................................................................................................

Cette demi-droite passe par l'origine du repre : La tension aux bornes de la rsistance et

l'intensit du courant qui la traverse sont .........................................................................................................

Une rsistance, dont la caractristique est une demi-droite prenant sa source

l'origine, est appele rcepteur ohmique.

LOI D'OHM

Georg Ohm tablit en 1826 une loi qui indique que la tension aux bornes d'un conducteur est gale au produit de l'intensit du courant le traversant par sa rsistance.

L'quation de la caractristique d'un conducteur ohmique s'crit :

R reprsente la ........................ du conducteur et elle s'exprime en ................... (symbole .........).

U reprsente la ............... aux bornes de la rsistance et elle s'exprime en ........... (symbole .......).

I reprsente le ......................... prsent dans le circuit et il s'exprime en ............. (symbole .......).


21

Remarque : le terme rsistance dsigne, dans le langage courant, la fois la valeur de R et le composant lui-mme.

APPLICATION

1. Lorsqu'on augmente la rsistance, l'intensit mesure baisse / augmente / reste la mme

2. Lorsqu'on augmente la rsistance, la tension mesure baisse / augmente / reste la mme

3. Lorsqu'on diminue la tension, l'intensit mesure baisse / augmente / reste la mme

4. Quelle intensit traverse une rsistance de 200 si elle est soumise une tension de 40 V ?

Donnes Inconnues Rsolution

5. Une rsistance est traverse par un courant de 15 mA quand elle est soumise une tension de

20 V. Quelle est la valeur de cette rsistance ?

Donnes Inconnues Rsolution

6. Une rsistance de 1000 est parcourue par un courant de 20 mA. quelle tension est-elle

soumise ?

7. Quelle est la tension U aux bornes d'une rsistance R de 18 traverse par un courant

d'intensit I gale 200 mA?


22

8. Un conducteur ohmique a une rsistance de 33 . Quelle est la tension de ses bornes

lorsqu'un courant d'intensit 100 mA le traverse?

9. Un appareil lectrique possde une rsistance chauffante de 358 , quelle est l'intensit si

on la branche sur un rseau 220V.

10. Lorsqu'on applique une tension de 3V un conducteur ohmique, un courant d'intensit 167 mA

le parcourt. Quelle est la rsistance de ce diple?

11. La rsistance d'une personne vaut 5000 quand son corps est sec, 1000 quand il est

mouill. En admettant que l'intensit pouvant provoquer la mort soit de 100 mA, une personne

risque-t-elle d'tre lectrocute par une tension de 220V :

Quand son corps est sec ?

Quand son corps est mouill?

12. Quelles sont les 2 courbes qui reprsentent la caractristique d'une rsistance ? Pour ces

deux courbes, calcule la valeur de la rsistance


23

13. On ralise 3 fois le schma ci-dessous avec des rsistances diffrentes. Dans chacun des

cas, il manque une valeur. Calcule-l.

Cas 1: I=0,01mA ; U=4,5V ; R=?

Cas 2: R=100 ; I=0,1A ; U=?

Cas 3; U=3V ; R= 1000 ; I= ?

cours d'electricite de a-z

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