Les circuits électriques à la carte - Phychim - Académie de Versailles
Activité. Quatrième. Corrige la copie de Valentine. Utilisez votre fiche méthode «
Comment mesurer l'intensité du courant électrique ? ».
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Corriger la copie de Valentine
Niveau : quatrième
Partie du programme : Les lois du courant continu
Compétences expérimentales (tirées du BO) :
Brancher un multimètre utilisé en ampèremètre
Mesurer une intensité.
Vérifier lunicité de lintensité en courant continu dans un circuit en série et ladditivité de lintensité dans un circuit comportant des dérivations.
Pré requis :
Intensité : mesure et unité.
Mesure dintensité avec un multimètre.
La fiche technique « comment mesurer lintensité dun courant ? » a déjà été utilisée au cours dune activité pour la compétence : « reconnaître quil peut y avoir une tension entre 2 points entre lesquels ne passe aucun courant et inversement ».
Comment mener lactivité ?
Le professeur distribue un énoncé par groupe de deux élèves.
Il propose aux élèves une lecture silencieuse du texte. Lélève doit souligner au crayon à papier les mots suivants « intensité, série et dérivation ».
Le professeur choisit un élève pour lire le texte à lensemble de la classe.
Le professeur vérifie que les consignes sont correctement assimilées par une série de questions :
Que dois-tu faire ?
Que dois-tu mesurer ?
Comment dois-tu brancher le multimètre ?
Combien de fils supplémentaires dois-tu utiliser pour brancher lampèremètre en série dans le circuit ? ,
Daprès toi, quelles sont les erreurs de Valentine ? ,
Si les réponses sont satisfaisantes, les élèves viennent chercher le matériel :
Par groupe de deux élèves :
1 alimentation
2 lampes
1 multimètre
5 fils de connexion
Le professeur tourne dans la salle. Il reste disponible pour les élèves demandeurs.
La principale difficulté est le branchement de lampèremètre sur le circuit en dérivation.
Cette activité permet :
De rectifier lidée que le « courant » sépuise en traversant un composant.
De vérifier les deux lois pour lintensité.
Le professeur fera écrire ces lois dans le classeur des élèves.
Il proposera une série dexercices pour fixer ces lois et préparer les élèves à une évaluation.
Il existe sur Internet des exercices.
Vous trouverez à la fin de ce document une HYPERLINK \l "exercices" série dexercices accompagnés de leur correction.
Document élève :
Fiche méthodeComment mesurer lintensité dun courant ?
Pour mesurer lintensité dun courant électrique qui traverse un dipôle, on utilise un Ampèremètre.
On branche lampèremètre en série dans le circuit, là où on veut mesurer lintensité du courant.
Pour cela, débranchez un fil du circuit pour le mettre à la borne A (n°3) et refermez le circuit avec un fil supplémentaire qui part de la borne COM (n°4) de lampèremètre.
Si vous obtenez une valeur négative de lintensité, permutez les fils !
Lunité de la valeur affichée est lAmpère (A).
Ne rien écrire sur cette feuille à rendre à la fin de lactivité
Exemple :
Mesure de lintensité du courant qui circule à traverse la lampe 1.
Schéma du circuit ainsi réalisé :
Document élève :
Activité
Quatrième Corrige la copie de Valentine.
Utilisez votre fiche méthode « Comment mesurer lintensité du courant électrique ? ».
Objectif : Déterminer les lois de lintensité du courant dans un circuit en série et dans un circuit en dérivation.
Mots nouveaux :
Branche principale : partie du circuit comprise entre deux nuds qui contient le générateur.
Lintensité du courant électrique est plus faible après la lampe (en B) car le courant sépuise en traversant la lampe.
Jai trouvé : IA > IB
Dans ce circuit en série jai trouvé IA `" IB `" IC
J en déduis que l intensité du courant n est pas la même dans un circuit en série.
J ai trouvé la relation suivante entre les trois intensités :
IP = I1 + I2
J en déduis que dans un circuit en dérivation, l intensité du courant qui circule dans la branche principale ( IP ) est égale à la somme des intensités des courants qui circulent dans des branches dérivées ( I1 et I2 ).
Rédigez une correction de la copie de Valentine, en précisant :
Lobjectif de lactivité,
Les schémas des circuits électriques réalisés avec la place des appareils de mesure (on pourra représenter plusieurs ampèremètres sur le même schéma),
Les valeurs des intensités mesurées sans oublier lunité (exemple I1 =
A),
Recopier les phrases correctes et rectifier les autres phrases. Série dexercices sur lintensité du courant :
Exercice n°1 :
Réponds aux questions en rédigeant des phrases.
Quel est le nom de linstrument qui permet de mesurer lintensité du courant électrique ?
Comment doit-on brancher cet instrument ?
Exercice n°2 :
Réponds aux questions en rédigeant des phrases.
Quelle est lunité de lintensité du courant électrique ?
Quel est le symbole de cette unité ?
Exercice n°3 :
Réponds à la question en rédigeant une phrase.
Que signifie la notation « I1 » ?
Exercice n°4 :
Recopie et complète le schéma suivant avec
le sens du courant électrique et un ampèremètre
mesurant lintensité du courant qui circule
dans la lampe 2.
Exercice n°5 :
Réponds aux questions en rédigeant des phrases.
Est-ce un montage en série ou en dérivation ?
Comment peut-on le démontrer ?
Ecris la loi qui sapplique dans un tel circuit
pour lintensité du courant électrique.
Par quelle relation littérale (avec des lettres)
peut-on remplacer cette loi ?
Exercice n°6 :
Calcule et écris les valeurs
des intensités manquantes.
Exercice n°7 :
Calcule et écris les valeurs des intensités manquantes.
Correction des exercices sur lintensité du courant électrique.Exercice n°1 :
lampèremètre mesure lintensité du courant électrique.
Lampèremètre se branche en série.
Exercice n°2 :
lunité de lintensité du courant électrique est lampère.
Le symbole de lampère est le « A ».
Exercice n°3 :
I1 signifie lintensité du courant électrique qui traverse la lampe 1.
Exercice n°4 :
Exercice n°5 :
Cest un montage en dérivation.
Si on devisse une lampe, lautre lampe reste allumée.
Dans un montage en dérivation, lintensité du courant qui circule dans le générateur est égale à la somme des intensités des courants qui circulent dans les lampes.
Cette loi peut être remplacer par la relation littérale : IG = I1 + I2
Exercice n°6 :
Exercice n°7 :
Autres propositions dexercices qui demandent aux élèves de rédiger :
Exercice n° 1Enoncé
Julie est bien embêtée, elle vient de faire une grosse tache sur le tableau qui résumait les valeurs des intensités des courants dans le circuit présenté ci-après :
Intensité du courant qui traverse la lampe L1Intensité du courant qui traverse le générateurIntensité du courant qui traverse la lampe L2 0,057 A90 mA
.. A
Julie compte sur vous pour laider à retrouver la valeur de lintensité du courant I2 qui traverse la lampe L2.
Réécrivez la correction en complétant :
On cherche la valeur de
qui traverse la lampe L2 .
Conversion des unités :
IG = 90 mA =
A
Dans un circuit en
, lintensité du courant qui traverse le générateur est égale à la
. des intensités des courants qui traversent les 2 lampes .
Cette loi se traduit par la relation littérale :
IG = I1 + I2
Soit :
I
. = I
. I
.
Application numérique:
I2 =
.
I2 =
. A
Lintensité du courant qui traverse la lampe L2 est égale
à
.
Exercice n° 1Correction rédigée
On cherche la valeur de lintensité du courant qui traverse la lampe L2 .
Conversion des unités :
IG = 90 mA = 0,090 A
Dans un circuit en dérivation, lintensité du courant qui traverse le générateur est égale à la somme des intensités des courants qui traversent les 2 lampes.
Cette loi se traduit par la relation littérale :
IG = I1 + I2
Soit :
I2 = IG I1
Application numérique:
I2 = 0,090 0,057
I2 = 0,033 A
Lintensité du courant qui traverse la lampe L2 est égale à 0,033 Ampère.
Exercice n° 2Enoncé
Mathieu vient de mesurer lintensité du courant qui circule dans le générateur (notée IG).
Il a trouvé : IG = 110 mA.
Aidez Mathieu à calculer la valeur de lintensité du courant qui circule dans la lampe L2. (on la notera I2 )
Réécrivez la correction en complétant :
On cherche la valeur de
.. qui traverse la lampe L2 , notée
. .
Conversion :
IG = 110 mA =
A
Dans un montage en
. , lintensité du courant est la
.. partout.
Cette loi se traduit par la relation littérale suivante :
I
. = I
.
Application numérique :
I2 = 0,110
..
Lintensité du courant qui traverse la lampe L2 es t égale
à
. .
Exercice n° 2Correction rédigée
On cherche la valeur de lintensité du courant qui traverse la lampe L2 , notée I2 .
Conversion :
IG = 110 mA = 0,110 A
Dans un montage en série, lintensité du courant est la même partout.
Cette loi se traduit par la relation littérale suivante :
I2. = IG
Application numérique :
I2 = 0,110 A
Lintensité du courant qui traverse la lampe L2 est égale à 0,110 Ampère.
Exercice n° 3Enoncé
Au cours dune activité, Jeremy doit réaliser le circuit électrique dessiné ci-après.
Lénoncé de lactivité indique les valeurs des intensités des courants qui circulent dans le générateur (notée IG) et dans la lampe L2 (notée I2).
On a : IG = 235 mA I2 = 0,135 A
Représentez le schéma associé au circuit en rajoutant un ampèremètre qui mesurerait lintensité du courant qui circule dans la lampe L1.
(Vous noublierez pas dindiquer les bornes de lampèremètre et le sens du courant électrique).
Aidez Jeremy à calculer la valeur de lintensité du courant qui circule dans la lampe L1. (on la notera I1).
Exercice n° 3Correction rédigée
1.
On cherche la valeur de lintensité du courant I1 qui traverse la lampe L1.
Conversion :
IG = 235 mA = 0,235 A
Dans un circuit en dérivation, lintensité du courant qui traverse le générateur est égale à la somme des intensités des courants qui traversent les 2 lampes.
Cette loi se traduit par la relation littérale :
IG = I1 + I2
Soit :
I1 = IG I2
Application numérique:
I1 = 0,235 0,135
I1 = 0,100 A
Lintensité du courant qui traverse la lampe L1 est égale à 0,100 A.
Exercice n°4Enoncé
Au cours dune activité, Jeremy doit réaliser le circuit électrique dessiné ci-après.
Lénoncé de lactivité indique les valeurs des intensités des courants qui circulent dans le générateur (notée IG) .
On a IG = 235 mA
1. Représentez le schéma associé au circuit en rajoutant un ampèremètre qui mesurerait lintensité du courant qui circule dans la lampe L1. (Vous noublierez pas dindiquer les bornes de lampèremètre et le sens du courant électrique)
2. Aidez Jeremy à calculer la valeur de lintensité du courant qui circule dans la lampe L1 (on la notera I1 ) .
Exercice n° 4Correction rédigée
1.
2. On cherche la valeur de lintensité du courant qui traverse la lampe L1 , notée I1 .
Conversion :
IG = 235 mA = 0,235 A
Dans un montage en série, lintensité du courant est la même partout.
Cette loi se traduit par la relation littérale suivante :
I1. = IG
Application numérique :
I1 = 0,235 A
Lintensité du courant qui traverse la lampe L1 est égale à 0,235 Ampère.
Lampe n°2
+
Borne COM
Borne A
I1 = ?
I2 = ?
IG = 0,10 A
+
+
I2 = ?
I1 = 0,04 A
IG = 0,09 A
I1 = ?
I2 = 0,05 A
IG = ?
+
+
I2 = 0,01 A
I1 = 0,03 A
IG = ?
+
I2
I1
IG
Lampe n°1
Lampe n°2
+
Refaites les mesures dintensités pour corriger les erreurs de Valentine.
Borne COM
Borne A
A
+
Lampe 2
Lampe 1
+
-
N° 4
N° 1 : DC
N° 3
N° 2
2 A
Avant de brancher lampèremètre
, mettre:
Le bouton n° 1 sur la position DC.
Le bouton n° 2 sur le calibre
2 A.
IG = 0,05 A
I1 = 0,05 A
I2 = 0,05 A
A
Lampe n°1
+
Lampe L2
+
I1
IG
I2
Lampe L1
Lampe L2
+
IG = 0,09 A
I1 = 0,04 A
I2 = 0,09 0,04 = 0,05 A
+
+
IG = 0,10 A
I2 = 0,10 A
I1 =0,10 A
+
I2 = 0,01 A
I1 = 0,03 A
IG = 0,03 + 0.01 = 0.04 A
Lampe L1
-
+
Lampe L1
Lampe L2
+
L2
L1
A
Borne A
Borne COM
+
-
Lampe L1
Lampe L2
+
L2
L1
A
Borne A
Borne COM
Les lois de lintensité du courant.
Valentine X.
4ième E
+
A
B
Lampe 1
+
Lampe 2
Lampe 1
A
B
C
IP
+
I1
I2
