Tony Leparoux, professeur de physique-chimie
Chapitre 1 : le circuit électrique
1/ Comment peut-on allumer une lampe?
A/ Activité 1 : « Sacré Gaston »
O
Obbjjeeccttififss :: FFaaiirree bbrriilllleerr uunnee llaammppee..
DDééccoouuvvrriirr lleess ccoommppoossaannttss dd’’uunn cciirrccuuiitt éélleeccttrriqiquuee..
Gaston Lagaffe vient d’acheter une nouvelle moto. Seul « hic » : Gaston Lagaffe a grillé la lampe de son phare avant ! Il aimerait bien que tu l’aides à changer ce phare et à comprendre le circuit électrique qui permet d’allumer le phare.
Mission 1 : Fais briller la lampe sans utiliser de fil.
Quelles parties de la lampe et de la pile doivent être en contact pour que la lampe brille ? Culot avec une borne de la pile et plot avec l’autre borne de la pile
Mission 2 : Fais briller la lampe en utilisant la pile ronde et un seul fil.
Quelles parties de la lampe et de la pile sont en contact avec le fil ?
Le fil doit être en contact avec 1 borne de la pile et le plot (si le culot touche la borne +)
Mission 3 : Fais briller la lampe sans la tenir entre
J’aimerais bien que tu m’aides ! Mais il faut que tu me montres que tu es un champion en électricité en réalisant les 4
défis lancés par mon copain !
Pour réussir les 4 missions suivantes, tu dois passer par 3
étapes :
Réaliser l’expérience demandée.
Répondre aux questions concernant cette expérience.
Faire un dessin légendé de l’expérience.
Tu dois appeler le professeur à chaque mission pour qu’il vérifie.
Tu dois faire des phrases pour répondre aux questions
les doigts.
A ton avis, quelles sont les parties de la lampe connectées à l’intérieur du support ? Le plot et le culot sont connectés.
Mission 4 : Allume et éteins la lampe sans débrancher aucun fil.
Quel est l’appareil indispensable pour faire briller la lampe ?
C’est le générateur (pile)
Quel est le rôle de l’interrupteur ? Il permet d’ouvrir ou de fermer le circuit.
En conclusion : Explique à Gaston comment allumer une lampe :
B/ Bilan
Un circuit électrique est composé:
D’un générateur (pile, générateur des tables…)
De récepteur aussi appelés dipôles (lampe, moteur, résistance, DEL…)
De fils de connexions
Pour qu’un courant circule, il faut une boucle fermée.
Le générateur fournit de l’énergie électrique à la lampe qui la transforme en énergie lumineuse.
Un composant électrique constitué de deux bornes est appelé dipôle.
Schéma de la lampe :
Complément : Adapter une lampe à une pile
Sur le culot de la lampe sont gravées sa tension nominale et son intensité nominale : C’est ce qu’il faut donner à la lampe pour qu’elle brille et « vive » normalement.
Si on lui donne trop : SURTENSION : la lampe brille trop fortement et « grille »
Si on ne lui donne pas assez : SOUS-TENSION : la lampe ne brille pas assez et se Tu dois brancher la borne + de la pile au plot et la borne – de la pile au culot. Si tu veux commander l’allumage de la lampe, il faut utiliser un interrupteur.
Trajet du courant dans la lampe
Tony Leparoux, professeur de physique-chimie
Réalise les associations piles-lampes décrites dans le tableau ci-dessous.
Compléter le tableau ci-dessus en indiquant l’éclat de la lampe : FAIBLE, NORMAL, FORT.Association Pile 1,5 V
avec lampe 3,8V
Pile 4,5 V avec lampe 3,8V
Pile 9 V avec lampe 3,8 V
Eclat de la lampe
Faible Normal fort
Comment faut-il procéder pour adapter une pile et une lampe ?Avant d’allumer une lampe, on regarde toujours la tension et l’intensité nominale inscrites par le constructeur sur le culot : C’est ce qu’il faut lui donner pour qu’elle fonctionne normalement (à titre indicatif : prix = 0,35 €/
pièce)
2/ Symboles des dipôles
fil lampe moteur diode DEL résistance
pile générateur interrupteur
Applications :
DESSINS à schématiser Schémas à réaliser
expérimentalement
Exercice : Schématiser :
Schéma 1 : Schéma 2 : Schéma 1 :
Schéma 2 : Schéma 3 : Schéma 4 :
Schéma 5 :
Schéma 6 :
Schéma 7 :
Tony Leparoux, professeur de physique-chimie
3/ Comment fonctionne une photopile ?
A/ Activité
1 / A partir des racines du mot photopile, explique le rôle de cet appareil électrique dans un circuit électrique?
« Photo » signifie lumière et « pile » correspond au générateur. Autrement dit, c’est une pile qui fonctionne grâce à la lumière.
2 / Expériences : on dispose d’un appareil avec Haut-parleur alimenté par photopile.
Cas n°1: la photopile est enfermée dans une boite noire.
Observation : Le HP ne fonctionne pas
Cas n°2: La photopile est éclairée par la lumière (du soleil et des lampes de la salle).
Observation : Le HP fonctionne
3 / Conclusion :
Une photopile transforme l’énergie lumineuse (solaire) en énergie électrique.
C’est un générateur d’électricité qui permet d’alimenter des récepteurs comme des lampes, des moteurs ou des DEL…
4/ Tous les matériaux laissent-ils passer le courant électrique?
A/ TP
Etape 1 : Cite un dipôle électrique qui te permettrait de voir si un courant circule dans un circuit électrique.
On peut utiliser une lampe, une DEL ou un moteur.
Etape 2: Tu dois dire si les matériaux de l’étape 3 laissent passer ou ne laissent pas passer le courant.
Fais un schéma (avec les symboles) d’un circuit permettant de la savoir et écris la liste du matériel dont tu as besoin.
Points
communs entre ces objets ?
Points communs entre ces objets ?
Schéma : Liste du matériel dont tu as besoin
3 fils
2 pinces crocos
Tony Leparoux, professeur de physique-chimie
Etape 3 : Réalise l’expérience Fais ton expérience (appelle le professeur pour vérifier) Etape 4: Complète le tableau de résultats
Objet En quelle matière est l’objet ? Résultat
Ciseaux Fer La lampe s’allume
Règle ou stylo en
plastique Plastique La lampe ne s’allume pas
Verre de l’ampoule Verre La lampe ne s’allume pas
Morceau de Bois Bois La lampe ne s’allume pas
Mine de crayon à papier Graphite La lampe s’allume
Gomme Caoutchouc La lampe ne s’allume pas
Morceau de cuivre Cuivre La lampe s’allume
Etape 5:
Quels sont les matériaux qui laissent passer le courant ? Comment les appelle-t-on ?
Ce sont des conducteurs. Ici, les ciseaux, la mine de crayon et le morceau de cuivre conduisent.
Quels sont les matériaux qui ne laissent pas passer le courant ? Comment les appelle-t-on ?
Ce sont des isolants. Ici, tous les autres.
Conclusion : (complète le texte)
Les
conducteurs
laissent passer le courant électrique alors que lesisolants
ne laissent passer le courant électrique.Etape 6 : Applications
1/ L’air est-il un bon conducteur d’électricité ?
On refait le circuit précédent qui nous a permis de savoir si les objets laissaient passer le courant.
Expérience : Ne place aucun objet dans le circuit et laisse les deux extrémités des fils à l’air.
La lampe brille-t-elle ? Non.
L’air est-il un conducteur ou un isolant ? L’air est le meilleur isolant.
2/ Rôle d’un interrupteur dans un circuit :
Un interrupteur ouvert est-il un isolant ou un conducteur ?(Fais le schéma électrique de ton expérience) La lampe ne s’allume pas.
On en déduit que l’interrupteur ouvert est un ISOLANT
Un interrupteur fermé est-il un isolant ou un conducteur ? (Fais le schéma électrique de ton expérience) La lampe s’allume.
On en déduit que l’interrupteur ouvert est un conducteur
Schéma électrique avec les symboles :
Schéma électrique avec les symboles :
3/ Conducteurs et isolants dans une lampe :
Pour chaque partie de la lampe, remplis la légende en disant s’il s’agit d’un isolant ou d’un conducteur.
4/ Notre corps est-il conducteur ?
Donne un argument pris dans l’actualité ou pas.Oui, on peut être électrocuté ou électrisé (Claude François)
5/ Sécurité électrique
A/ le court-circuit
Court-circuiter, c’est brancher UN fil entre les bornes d’un dipôle Il peut être dangereux ou pas.
Expérience : Le fil est remplacé par de la paille de fer. Court-circuite la pile en amenant ses languettes en contact avec la paille.
Bilan :
Court-circuiter un dipôle, c’est brancher un fil entre ses bornes:
Si on court-circuite une pile, les risques sont:
• L’usure rapide de la pile.
• Un échauffement
• Des risques d’incendie.
Filament Ampoule Gaz rare
Culot
Plot central
Conducteur Isolant
Isolant
Conducteur
conducteur
=
Tony Leparoux, professeur de physique-chimie
B/ Petit zoom sur la sécurité électrique
Complète le texte ci-dessous avec les mots suivants :
Mouillée corps tension 24 incendie électrocution échauffent intensité court- circuit
Lors d’un court-circuit , un courant très intense circule dans les fils électriques : les fils s' échauffent et cela peut déclencher un incendie
Il y a électrisation lorsqu’uncourant d'intensité faible traverse le corps d'une personne : cela
peut provoquer un arrêt respiratoire ou cardiaque, des brûlures, des contractions musculaires
Une électrisation qui entraine la mort s'appelle une électrocution
Tension de sécurité : 24 Volts
Si la tension électrique estinférieure à 24 volts, il n'y a aucun risque d'électrisation pour l'Homme. Une telle tension ne peut pas faire circuler dans le corps un courant de plus de 0,5 mA, même si la peau est
mouillée : on ne sent rien.
La tension du secteur, à la maison, vaut 220 V/ 230 V. Une telle tension peut faire circuler à traverse le corps humain un courant d' intensité faible (50 mA) mais qui peut être mortel en moins d'une seconde.Pour finir avec la prise de courant…
Si on met les doigts entre la phase et le neutre, on (ne craint rien / est électrocuté)
Si on met les doigts entre la terre et la phase, on (ne craint rien / est électrocuté)
Si on met les doigts entre le neutre et la terre, on (ne craint rien / est électrocuté)
