Feuille d’exercices n

(1)

Feuille d’exercices n^o1 Electricité ^M.Suet

IExercice¹

1. Luc désire faire tourner un moteur électrique de jouet de modèle réduit avec une pile et pouvoir l’arrêter lorsqu’il le souhaite. Propose-lui un schéma de montage, en utilisant les symboles normalisés. Sur ton schéma, indique le sens du courant à l’aide d’une flèche. Justifie ton choix.

. . . . . . . . . . . . 2. Cependant, le courant qui circule est trop fort et le moteur s’emballe trop et risque d’être cassé. Propose-lui un nouveau schéma de montage, en utilisant les symboles normalisés, qui lui permette de protéger ce moteur. Explique ta proposition.

. . . . . . . . . . . . 3. Enfin, Luc désire aussi à la fois ne faire tourner ce moteur de jouet que dans un seul sens. Propose-lui un nouveau schéma de montage, en utilisant les symboles normalisés, qui lui assure que le moteur ne tournera que dans un sens.

Explique ta proposition.

(2)

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

IExercice²

1. Donner le symbole de la diode.

2. Faire le schéma d’un circuit contenant une pile, une diode et une résistance en série de telle sorte que la diode soit passante.

3. On remplace la diode par une DEL. Quel est le symbole de la DEL ?

. . . . . . . . . . . . 4. Quelle est la propriété supplémentaire d’une DEL par rapport à une diode simple ?

. . . . . . . . . . . . 5. Comment peut-on savoir dans quel sens le courant circule dans un circuit en série si on ne voit pas les bornes de la

pile ?

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

Notre-Dame des Oiseaux Mathématiques [5^e] feuilles-eÌĄlectriciteÌĄ 2/1

(3)

IExercice³

« Les piles d’aujourd’hui, pour les baladeurs ou les calculatrices, utilisent le même principe que la première pile inventée par Alessandro Volta vers 1800 : un empilement (d’où le nom de pile !) de disques de cuivre, de zinc et de cartons imbibés d’eau salée. Une pile photovoltaïque ou photopile transforme directement la lumière du soleil en énergie électrique. La durée de vie de ce type de pile peut aller jusqu’à 30 ans, la source d’énergie utilisée, le soleil, est naturelle et inépuisable. »

1. Qui a inventé la première pile ?

. . . . . . . . 2. Quelle source d’énergie utilise la photopile pour produire de l’électricité ?

. . . . . . . . 3. Quels avantages possède la photopile par rapport à une pile classique ?

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

IExercice⁴

1. Qu’est est-ce qu’un isolant ? un conducteur ?

. . . . . . . . . . . . . . . . 2. Un professeur te demande de tester différents objets de ta trousse, afin de savoir s’ils sont isolants ou conducteurs ?

Fais le dessin du circuit à réaliser et dresse la liste complète du matériel nécessaire pour réaliser cette expérience.

(4)

3. Classe les matériaux suivants dans le tableau :

Cuivre, plastique, air, corps humain, graphite, acier, verre, laine, bois, laiton Exercice VI (suite)

4) Classe les matérieaux suivants dans le tableau:

Cuivre, plastique, air, corps humain, graphite, acier, verre, céramique, laine, bois, laiton

Matériaux conducteurs Matériaux isolants

EXERCICE VII : PETITE VOITURE

Le schéma ci-dessous représente le circuit electrique correpondant à un jouet, contenant deux piles. La voiture peut avancer et reculer, suivant la position de l’interrupteur.

L’interrupteur est en position 1: La voiture avance, le moteur tourne dans le sens des aiguilles d’une montre.

M

1

2

1) Indique avec des flèches la circulation du courant dans le circuit

5) Que se passera-t-il si on installe qu’une seule pile dans la voiture?

_____________________________________________________________________________________________

________________________

6) Antoine a acheté ce jouet, après avoir installé deux piles il constate que l’interrupteur n’a aucun effet, la voiture ne fait que reculer. A ton avis quel peut-être le problème?

_____________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________

Pile1

L’interrupteur est en position 2:

M

1

2

2) Indique avec des flèches la circulation du courant dans le circuit

3) Dans quel sens le moteur tourne-t-il?

_______________________

_______

4) Comment se déplace la voiture?

Pile1

Pile2

Pile2 +

+

+ -

-

- -

IExercice5

-

⁺

4,5 V

TP n°1 5ème III/ Isolant ou conducteur

Réaliser le montage suivant et fixer entre les deux pinces crocodiles différents objets de matériaux différents et remplir le tableaux suivant :

Remarque : il faudrait utiliser un détecteur de courant plus sensible que la lampe pour montrer que certaines matières conduisent faiblement le courant .

Les matériaux laissant circuler le courant électrique sont des matériaux ...

Exemples

Les matériaux ne laissant pas circuler le courant électrique sont des matériaux...l Exemples

Objet Matériaux La lampe brille La lampe ne brille pas

Constitution d’une lampe et d’une douille

Objet Matière Conductrice Isolante Ampoule verre

Filament tungstène Perle verre Tige nickel Culot laiton Anneau verre Plot plomb

Compléter le tableau ci-dessus en indiquant par une croix si les matières sont conductrices ou isolantes.

Tracer en couleur le chemin suivi par le courant lors de son passage dans la douille puis dans la lampe.

1. Compléter le tableau ci-dessus en indiquant par une croix si les matières sont conductrices ou isolantes.

2. Tracer en couleur le chemin suivi par le courant lors de son passage dans la douille puis dans la lampe.

IExercice⁶

1. Que se passe t-il si un dipôle tombe en panne dans un circuit en série ?

. . . . . . . . 2. Quelle est l’influence de l’ordre des dipôles dans un circuit en série ?

. . . . . . . . 3. Quelle est l’influence du nombre de dipôle dans un circuit série ?

. . . . . . . . 4. Quelle différence y a-t-il entre électrisation et électrocution ?

. . . . . . . .

(5)

5. Les dangers du courant électrique sont-ils moins importants lorsque le corps est mouillé ?

. . . . . . . . 6. Comment fait-on pour court-circuiter un dipôle dans un circuit électrique ?

. . . . . . . . 7. Que se passe t-il au niveau de l’éclat des lampes si j’ajoute dans un circuit en série comportant deux lampes, une

troisième lampe ?

. . . . . . . .

IExercice⁷

Exercice Electricité Cinquième - Chapitre 3 - Dérivation

2/4 Classe ces montages en partant de celui où L₁ brille

le plus jusqu’à celui où L₁ brille le moins. Justifie tes réponses.

Longjumeau circuit maison 17p146 : Pour aller plus loin

Voici le schéma de l’installation électrique d’un appartement.

1. Comment s’appelle l’appareil permettant de couper le courant dans tout l’appartement ?

2. Comment est branché un fusible avec l’élément qu’il protège ?

3. Une lampe grille dans la cuisine. Peut-on utiliser la télévision branchée dans le séjour ? Pourquoi

Massy circuit maison 16 p 167 : Prise multiple

Cette prise multiple, branché sur le secteur (220 V), alimente 3 appareils

électroménagers.

a. Les trois

appareils peuvent-ils fonctionner

indépendamment les uns les autres ?

b. Sont-ils alimentés par la même tension ? c. Sont-ils montés en série ou en dérivation ? d. Fait le montage le schéma du montage en considérant que les trois appareils sont des lampes.

Massy schéma série/dérivation 6 p 166 : Schématiser et distinguer différents type de montage

a. Fait un schéma de chaque montage

b. Précise à chaque fois s’il s’agit d’un montage en dérivation ou en série.

Villebon schéma série/dérivation 2 p132 a. Observer les deux dessins ci-dessous :

b. Schématiser ces deux montages et indiquer, sur chacun, le sens du courant électrique.

c. Lequel est un montage en série ? en dérivation ?

Longjumeau schéma série/dérivation 10p145 : Construire un circuit en dérivation Recopie et complète les schémas suivants sans modifier la position des dipôles, afin que les lampes soient branchées en dérivation.

a.

b.

c.

1. Schématiser ces deux montages et indiquer, sur chacun, le sens du courant électrique.

2. Lequel est un montage en série ? en dérivation ?

IExercice⁸

LE COIN DES EXPERTS…

Dans une voiture, différents dipôles ont besoin de l’énergie de la batterie pour fonctionner. Une borne de ces dipôles est branchée à la borne positive de la batterie, l’autre borne est branchée à la carrosserie de la voiture, elle-même reliée à la borne négative de la batterie.

a) Comment sont branchés les phares, le désembuage et les essuie-glaces ?

b) Si le phare arrière est en panne, les autres éléments pourront-ils fonctionner ? Justifier.

c) Un court-circuit se produit au niveau des

!

Roulez jeunesse !

" Schématiser et distinguer

différents types de montages.

#

Trouver la lampe grillée…

Ce montage comporte une seule lampe grillée, mais on ignore laquelle.

$ Quand on court-circuite L1, les lampes L2 et L3

ne fonctionnent pas.

$ Quand on court-circuite L3, les lampes L2 et L1

ne fonctionnent pas.

Quelle lampe est grillée ? Explique.

a) Fais un schéma de chaque montage.

b) Précise, chaque fois s’il s’agit d’un montage dérivation ou série.

%

Le lampadaire.

Le lustre du salon a 5 lampes. Avec un interrupteur on peut éteindre ou allumer 2 lampes ensemble. Avec un autre interrupteur, on commande les trois autres lampes ensemble.

Schématise le montage des 5 lampes en positionnant les 2 interrupteurs aux bons endroits.

1. Fait un schéma normalisé de chaque montage.

2. Précise à chaque fois s’il s’agit d’un montage en dérivation ou en série.

(6)

IExercice⁹

SAVOIR SON COURS

CH.9 CIRCUITS SÉRIE ET DÉRIVATION – exercices

! Avec moteur :

" Avec deux diodes :

# Avec une diode :

Dans quel schéma le moteur fonctionne-t-il ? (justifie ta réponse).

Dessinez le sens de rotation du moteur sur le montage 2. Justifiez.

$ Texte à trous :

% Vrai ou faux ?

Dans quel schéma la lampe est-elle allumée ? Justifie

Le courant électrique a un ……… de circulation : il sort du générateur par la borne ……… et y retourne par la borne ……….

Une ……….. ne laisse passer le courant que dans un sens. Lorsque le courant passe, la diode est

……… ; si la diode est ……….……….. il n’y a pas de courant dans le circuit. Sur un schéma normalisé, la ……… de son symbole indique le sens passant.

Le fonctionnement des moteurs et des diodes ……….. du sens du courant. On dit que ce sont des dipôles ………

Schématisez ce circuit puis répondre par vrai ou faux aux questions.

vrai faux

C’est un circuit en dérivation.

Si on permute la lampe et le moteur, la lampe brille plus.

Si on permute la lampe et le moteur tourne à la même vitesse.

Si la lampe est grillée, le moteur s’arrête.

Si j’intervertis les bornes de la pile, le moteur tourne plus vite.

Si j’intervertis les bornes de la pile, le moteur tourne en sens inverse.

SAVOIR SON COURS

CH.9 CIRCUITS SÉRIE ET DÉRIVATION – exercices

! Avec moteur :

" Avec deux diodes :

# Avec une diode :

Dans quel schéma le moteur fonctionne-t-il ? (justifie ta réponse).

Dessinez le sens de rotation du moteur sur le montage 2. Justifiez.

$ Texte à trous :

% Vrai ou faux ?

Dans quel schéma la lampe est-elle allumée ? Justifie

Le courant électrique a un ……… de circulation : il sort du générateur par la borne ……… et y retourne par la borne ……….

Une ……….. ne laisse passer le courant que dans un sens. Lorsque le courant passe, la diode est

……… ; si la diode est ……….……….. il n’y a pas de courant dans le circuit. Sur un schéma normalisé, la ……… de son symbole indique le sens passant.

Le fonctionnement des moteurs et des diodes ……….. du sens du courant. On dit que ce sont des dipôles ………

Schématisez ce circuit puis répondre par vrai ou faux aux questions.

vrai faux

C’est un circuit en dérivation.

Si on permute la lampe et le moteur, la lampe brille plus.

Si on permute la lampe et le moteur tourne à la même vitesse.

Si la lampe est grillée, le moteur s’arrête.

Si j’intervertis les bornes de la pile, le moteur tourne plus vite.

Si j’intervertis les bornes de la pile, le moteur tourne en sens inverse.

IExercice¹⁰

Si on dévisse la lampe L1, quelle(s) lampe(s) brille(nt) ? Dessine la ou les boucle(s) de courant.

! Le fil qui dépanne !

" Quelle lampe brille ?

Observe les schémas ci-dessous :

a) Quels sont les circuits où le moteur ne tourne pas ? Justifier.

b) En ajoutant un simple fil supplémentaire, schématise le montage à réaliser pour que le moteur puisse à nouveau tourner.

# Chercher l’erreur…

$ Un fil électrique…

a) Explique si la diode ou la DEL sont allumées.

b) Quel composant dois-tu mettre en court- circuit pour que les deux soient allumées ? Si on dévisse la lampe L1, quelle(s) lampe(s)

brille(nt) ? Dessine la ou les boucle(s) de courant.

Le professeur propose le montage ci-dessous :

Ludivine réalise ce montage :

% Schéma d’un circuit…

& Attention danger !

Dans quel cas le générateur est-il court- circuité ? Justifie ta réponse en indiquant le trajet du courant.

Schématise le circuit ci-dessous en indiquant les boucles de courant et le sens du courant dans chaque boucle.

IExercice¹¹

Dans quels circuits les dipôles sont-ils montés en dérivation ?

UTILISER SES CONNAISSANCES

! Joyeux Noël ! " Analyser :

Eglantine a trouvé une vieille guirlande dans le grenier. Toutes les lampes fonctionnent.

1. Comment pourrait-on montrer que ces lampes sont bien en série ?

2. Quel est l’inconvénient d’un tel circuit ?

Anastasie a réalisé le circuit suivant :

1. La lampe brille-t-elle ? Le moteur tourne-t-il ?

2. Que faire pour que les deux dipôles fonctionnent ensemble ?

# Trouvez les bons !

$ Où sont-ils ?

Repérez les récepteurs court-circuités :

% Danger !

La lampe brille-t-elle dans chacun des circuits ? Lequel de ces circuits est dangereux ?

& La star !

Dans quel montage la lampe brillera-t-elle le plus ?

(7)

IExercice¹²

UTILISER SES CONNAISSANCES

!

Joyeux Noël !

"

Analyser :

2. Quel est l’inconvénient d’un tel circuit ?

# Trouvez les bons !

$ Où sont-ils ?

% Danger !

& La star !

Que faire pour que les deux dipôles fonctionnent ensemble ?

IExercice13

UTILISER SES CONNAISSANCES

! Joyeux Noël ! " Analyser :

2. Quel est l’inconvénient d’un tel

# Trouvez les bons !

$ Où sont-ils ?

% Danger !

& La star !

IExercice¹⁴

Nom : Prénom :

(a) La DEL 2 s’éclaire (elle est dans le sens du courant) (b) La DEL 1 s’éclaire (elle est dans le sens du courant

cette fois-ci)

(c) Cet interrupteur permet d’inverser le sens du courant, d’où son nom.

Exercice 3 : Série et dérivation

Observez le montage ci-contre :

(a) Comment sont branchéesl’une par rapport à l’autre, les lampesL₁ et L₂ : en

« série » ou en « dérivation » ? Justifiez votre réponse.

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

(b) Comment est branchéela lampeL3par rapport au groupe de lampes (L1,L2):

en « série » ou en « dérivation » ? Justifiez votre réponse.

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

i. La lampeL₁grille. Que va-t-on observer pour chacune des trois lampes. Expliquez.

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

Observez le montage ci-dessus. Initialement les trois lampes brillent normalement.

1. La lampe L1grille. Que va-t-on observer pour chacune des trois lampes ? Expliquer.

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

(8)

2. La lampe L3grille. Que va-t-on observer pour chacune des trois lampes ? Expliquer.

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

IExercice15

Nom : Prénom :

(a) Dans le premier, la lampe

L1 ne brille pas. Expliquer

pourquoi. Y a-t-il un danger ?

(b) Dans le second, toutes les lampes sont éteintes. Expli- quer. Y a-t-il un danger ?

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Solution:

(a) La lampe L₁ ne brille pas car elle est court-circuitée. Le courant ne passe pas dans

la lampe. Aucun danger particulier n’est présent, puisque ce n’est pas le générateur qui est court-circuité.

(b) Cette fois c’est le générateur qui est court-circuité. Cela est dangereux car risque de provoquer un incendie.

Fin

Cinquième 7 22 novembre 2013

1. Dans le premier, la lampe L1ne brille pas. Expliquer pourquoi. Y a-t-il un danger ?

. . . . . . . . . . . . . . . . 2. Dans le second, toutes les lampes sont éteintes. Expliquer. Y a-t-il un danger ?

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

IExercice¹⁶

5^ème CONTROLE N°2 novembre 2011

NOM, prénom : ……….. Durée : 25 minutes Rendre la feuille complétée avec la copie Sans documents. Sans calculatrice.

Rédaction, présentation, orthographe (1,5 point). Les durées et barèmes sont donnés à titre indicatif.

QUESTIONS DE LEÇON (7 MINUTES) 6,5 POINTS A

1. Retrouver les mots à l’aide des définitions ou indications. Compléter la grille en majuscules. (4 points)

Horizontalement :

1 : passage du courant électrique dans le corps entraînant la mort

3 : il est dangereux de le court-circuiter

5 : change de sens de rotation en fonction de son sens de branchement

7 : ne laisse pas passer le courant électrique 9 : laisse passer le courant électrique

Verticalement :

1 : passage du courant électrique à travers le corps 11 : permet d’ouvrir ou de fermer le circuit

13 : ils sont tous conducteurs

2. Donner la définition d’un dipôle en court-circuit. (1 point)

3. Donner la définition du sens conventionnel du courant électrique. (1,5 point)

EXERCICE 1 (1 MINUTE) 3 POINTS B Compléter le tableau par oui ou par non :

Fil de cuivre

Bouchon plastique

Couvercle

en fer air Interrupteur

ouvert

Interrupteur fermé Laisse passer

l’électricité

E^XERCICE2 : (3^MINUTES) 2^POINTSB

1. Sur le circuit schématisé ci-contre, repasser (de manière bien visible …) le fil de court-circuit. (1 point)

2. Le moteur N°1 fonctionnera-t-il si on réalise le montage précédent ? (1 point)

EXERCICE 3 : (3 MINUTES) 3 POINTS B

1. Schématiser un circuit électrique contenant une pile, une lampe et un moteur. (2 points) OU DEL à la place de la lampe.

2. Représenter en bleu le sens conventionnel du courant électrique. (1 point)

EXERCICE 4 : (8 MINUTES) 4 POINTS C Chloé réalise le montage ci-contre :

Elle place les branches de son compas sur les bornes de la lampe et observe aussitôt que la lampe s’éteint. On ne sait pas si le compas est en plastique ou en métal.

1. Le compas est-il en plastique ou en métal ? Justifier en écrivant et en organisant toutes les étapes du raisonnement. Utiliser les mots si, alors, car, donc … (2,5 points)

2. Proposer le schéma d’un autre montage, sans danger, permettant de déterminer si le compas est en métal ou en plastique (1 point). Préciser ce que l’on observera si le compas est en métal. (0,5 point)

Retrouver les mots à l’aide des définitions ou indications. Compléter la grille en majuscules.

(9)

Horizontalement :

1 : passage du courant électrique dans le corps entraînant la mort 3 : il est dangereux de le court-circuiter

5 : change de sens de rotation en fonction de son sens de branchement 7 : ne laisse pas passer le courant électrique

9 : laisse passer le courant électrique Verticalement :

1 : passage du courant électrique à travers le corps 11 : permet d’ouvrir ou de fermer le circuit 13 : ils sont tous conducteurs

IExercice¹⁷

1. Quel est le sens conventionnel du courant électrique ?

. . . . . . . . . . . . . . . . 2. Quel est la différence en être un isolant et un conducteur ? Donner deux exemples pour chacun de ces termes.

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