Télécharger - Enseignons.be

1. Découverte : Aujourd'hui, nous ne nous rendons plus compte que l'électricité est une
forme d'énergie très précieuse. Elle a été découverte à la fin du 18ème
siècle ! Ses utilisations sont, depuis, de plus en plus nombreuses. Essaye d'imaginer les modifications désagréables qu'apporterait une panne
d'électricité dans une journée de ta vie d'étudiant. Note ces désagréments
ci-dessous : De plus si l'électricité n'existait pas, tu devrais également te passer de
...
(Note à coté de chaque dessin a) le nom de l'objet représenté
b) ce qui deviendrait plus compliqué)
2. Les principaux effets du courant électrique : a) L'effet
............................................................... : Que provoque l'électricité dans le fer à repasser, la cafetière, la lampe
représentés ci-dessus ? Le courant électrique provoque
.................................................................... de
toutes les « matières » qu'il arrive à traverser. C'est ce qu'on appelle l'effet
Joule. Ce dégagement de ............................................. est
variable. Dans le filament d'une lampe, le dégagement de ............................................. entraîne une
forte augmentation de la température ( plus de 2500°C). Le filament émet alors une lumière vive. b) L'effet
................................................................ : Que provoque le courant électrique dans la machine à lessiver, le batteur,
l'aspirateur ? Sais-tu que si on place une boussole près d'un fil parcouru par un courant
électrique, elle
est perturbée (l'aiguille tourne sans arrêt). C'est ce qu'on appelle l'effet
.................................................................... du
courant électrique. Ce phénomène est utilisé dans les électro-aimants et les moteurs
électriques.
c) L'effet
................................................................ : Lorsqu'on recharge des accumulateurs (batteries rechargeables), on fait
circuler du courant électrique dans un liquide : on provoque une réaction
chimique avec dégagement gazeux, dépôt d'un métal, .... La même réaction en sens inverse produit l'électricité ... et fait
fonctionner ton GSM !
3. Qu'est-ce que l'électricité ? L'électricité, c'est avant tout une histoire de charges.
Électrisation par frottement:
|[pic] |[pic] |
Une baguette de PVC frottée avec de la laine donne des résultats
identiques.
Conclusion:
La règle a été électrisée par frottement.
Les deux sortes de charges électriques
[pic]
. Une baguette de verre chargée repousse une autre baguette de verre
chargée.
. De même, une baguette de PVC chargée attire une baguette de verre
chargée.
Interprétation:
. Il existe deux types de charges électriques (car les corps électrisés
peuvent s'attirer ou se repousser).
. Deux corps qui portent des charges de même signe se repoussent.
. Deux corps qui portent des charges de signe différent s'attirent. Il existe donc deux types de charges : les charges positives et les
charges négatives. Les charges de signe contraire s'attirent et celles de même signe se
repoussent.
Toute matière contient des charges. Lorsqu'un corps possède autant de
charges positives que négatives, on dit qu'il est neutre. L'électricité décrit l'ensemble des phénomènes causés par les charges. On peut aussi essayer de comprendre l'électricité en scrutant la matière à
une échelle microscopique, celle de l'atome. Au centre de chaque atome, on trouve un noyau qui contient des particules
appelées protons dont la charge est positive. Autour de ce noyau, tournoie
un nuage d'électrons chargés négativement. Les protons et les électrons s'attirent, c'est ce qui maintient ces
derniers dans le giron du noyau. Les électrons les plus faiblement liés
sont susceptibles de sortir de cette " sphère d'influence ". Ils se
déplacent alors dans la matière, se regroupent dans une direction
privilégiée et peuvent parfois sauter jusqu'à l'atome voisin. La charge ou
la répartition de charges du corps est alors modifiée.
C'est ce déplacement de charges que nous nommons l'électricité.... Si tous les atomes ont des électrons, ils ne conduisent pas tous le courant
électrique. On appelle isolants les matières qui ne conduisent pas
l'électricité, comme le plastique, le verre, l'air. Et conducteurs celles
qui la conduisent, comme l'or, le cuivre, le fer, l'aluminium et les autres
métaux (voir cours de 2ème et chimie 3ème). Certains conducteurs sont moins bons que d'autres, le courant rencontrant
alors de nombreux obstacles à son passage. Ce sont par exemple le graphite
(mine de crayon) et l'eau sale (l'eau pure est un isolant).
4. Caractéristiques du circuit électrique : les rudiments d'un circuit
électrique
1. Quels sont les constituants de base d'un circuit électrique? 2. Qu'est-ce qui se déplace (qui est en mouvement) dans les fils d'un
circuit électrique? 3. Utilise l'analogie du snowboard et réponds à ces questions:
Qu'est-ce que le courant électrique?
Qu'est-ce que la tension électrique? Qu'est-ce que la résistance électrique?
4. Comment appelle-t-on l'instrument qui sert à mesurer:
le courant électrique?
la différence de potentiel?
la résistance? 5. Que représente un débit d'électrons?
6. Quelle montagne générera la plus grande différence de potentiel?
[pic] 7. Quelle est l'unité conventionnelle:
du courant électrique?
de la tension?
de la résistance?
8. Si tu mesures une tension nulle entre deux points du circuit, que peux-
tu affirmer au sujet du déplacement des électrons dans le circuit?
Pourquoi en est-il ainsi?
9. Comme la température extérieure a une influence sur la qualité d'une
piste de snowboard, penses-tu que la température des composantes d'un
circuit électrique a une influence sur la qualité du déplacement des
électrons? 10. Quel rôle joue la source de courant (une pile par exemple) dans un
circuit électrique? Autrement dit, quelle influence a-t-elle sur les
électrons?
11. Tu as une petite pile ronde devant toi sur laquelle est inscrit 1,5 V.
[pic]
Que signifie ce nombre? 12. Quel est l'effet d'une grande quantité d'obstacles sur la vitesse des
planchistes dans une descente en snowboard?
13. Dans une pente, est-ce possible qu'un planchiste change soudainement de
direction et qu'il «glisse» jusqu'en haut de la montagne? Explique
pourquoi.
14. Cela dit, est-il possible qu'un électron se déplace dans le sens
contraire des autres électrons dans un circuit électrique?
15. Quel est l'effet d'une résistance élevée sur le mouvement des électrons
dans un circuit électrique? Circuits montés en série et en parallèle
16. Comment sont reliés les éléments dans un circuit monté en série?
17. Dans une piste unique, quel effet aurait un «bouchon de circulation»
sur les snowboarders?
18. Si on coupe un fil dans un circuit monté en série, le courant
continuera-t-il de circuler dans celui-ci?
19. Un copain et toi descendez dans une piste à deux embranchements. À la
jonction, vous vous séparez. Un peu plus loin, ton copain tombe dans la
piste. Cette chute aura-t-elle une influence sur ta descente? Explique ta
réponse.
20. Dans un circuit monté en parallèle, si on coupe une branche du circuit,
le courant circulera-t-il dans les autres branches?
21. Selon toi, dans un circuit monté en parallèle, le courant est-il le
même partout? Qu'en est-il pour un circuit monté en série?
22. Dans un circuit monté en série, la différence de potentiel entre deux
points est-elle la même partout dans le circuit?
23. Tu regardes deux pistes indépendantes l'une de l'autre. Dans la
première, il y a beaucoup d'obstacles et la dénivellation entre deux points
est très grande. Dans la seconde piste, il y a très peu d'obstacles et la
dénivellation entre deux points est très faible. Peut-on dire que ces deux
pistes ont le même effet sur le débit des snowboarders? Pourquoi? 24. Selon toi, dans un circuit à deux branches montées en parallèle, les
tensions mesurées dans chaque branche sont-elles égales?
25. Dans un circuit monté en série, la résistance a-t-elle une influence
sur la différence de potentiel? 26. Selon toi, existe-t-il des circuits montés à la fois en série et en
parallèle?
27. Dans le texte que tu viens de lire, l'auteur a utilisé le modèle
analogique du snowboard pour te présenter les circuits électriques. Saurais-
tu imaginer un autre modèle? Quel est-il? 28. Complète le tableau.
|Élément du circuit |Analogie utilisée |
|Circuit électrique |Station de ski |
| | |
|Pile | |
|Électron | |
|Courant électrique | |
|Potentiel électrique | |
|Différence de potentiel | |
|(tension) | |
|Résistance électrique | |
|Circuit en série | |
|Circuit en parallèle | | Snowboard et circuits électriques Je me suis creusée la tête pour trouver un moyen de vous présenter, d'une
façon simple, les éléments de base du circuit électrique. J'ai découvert
qu'en t'initiant virtuellement au snowboard, je pouvais te faire découvrir
les rudiments des circuits électriques. Pas mal, non ! Un circuit électrique, qu'est-ce que c'est ? Tout d'abord, lorsque tu veux te payer une descente excitante en snowboard,
tu dois avoir