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Alexandra GONDONNEAU – Sciences physiques – Classes de 4e A, B
et F
Thème 3 : L’énergie et ses conversions (réaliser des circuits
électriques simples et exploiter les lois de l’électricité)
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CONSIGNES
du jeudi 28 mai au mercredi 04 juin
Le mot du prof…
Voici le travail de cette semaine. Nous terminons le dernier
chapitre d’électricité Elec05.
J’ai tout rassemblé dans un seul fichier pdf « 4n° -
SPC-Gondonneau-009 » dans lequel vous trouverez :
- Page 1 : les consignes - Page 2 : une activité - Page 3 : la
correction de l’activité
- Page 4 : le cours (suite et fin)
- Page 5 : des exercices d’application
- Page 6 : la correction des exercices
Essayer de faire du mieux possible les exercices avant de les
corriger. Pour la correction utiliser un stylo
vert !
Vous ne devrez RIEN m’envoyer cette semaine… MAIS si vous avez
des questions, des incompréhensions, vous pouvez me joindre par
mail à l’adresse : [email protected].
Bon courage…
Travail à faire :
Activité partie exercice puis correction (n’oubliez pas de
regarder la vidéo) Copier le cours (partie II) S’entraîner avec les
exercices puis les corriger Copier le cours (partie III) Regardez
la dernière vidéo et faites le point !
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électriques simples et exploiter les lois de l’électricité)
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ACTIVITE 1 : A LA DECOUVERTE D’UNE NOUVELLE LOI !
Compétences travaillées :
Savoir réaliser un graphique
Utiliser l’outil mathématique
UNE SITUATION…
Des élèves de 4e possèdent un générateur réglable (on peut faire
varier sa tension).Il réalise le montage
photographié ci-dessous qui permet de mesurer l’intensité I
traversant le dipôle « résistance » et la tension U à
ses bornes.
Les mesures sont les suivantes :
I (en A) 0,0000 0,0253 0,0390 0,0491 0,0612
U (en V) 0,00 3,02 4,63 5,81 7,30
Travail à réaliser
• Faire un schéma du montage • Tracer U en fonction de I • Que
constatez-vous ? • Calculer le coefficient de proportionnalité •
Comparer sa valeur à celle de la résistance • En déduire la
relation mathématique qui relie la tension U, l’intensité I et la
résistance R.
Coup de pouce : Vidéo montage et caractéristique
https://www.youtube.com/watch?v=rFe3FVcnbAE
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ACTIVITE 1 : CORRECTION
Schéma du montage
Tracer U en fonction de I (quand on trace la tension en fonction
de l’intensité on trace la caractéristique)
Que constatez-vous ?
On constate que les points sont alignés et que la droite passe
par l’origine donc les deux grandeurs sont
proportionnelles. On peut écrire la relation mathématique U = a
x I (avec a le coef. de proportionnalité)
Calculer le coefficient de proportionnalité
Pour calculer a, on choisit un point (par exemple celui de
coordonnées (0,0390 ; 4,63).
On calcule a = 4,63 / 0,039 = 118,7
Comparer sa valeur à celle de la résistance
On voit sur la photo que R = 120 Ω . On constate que 118,7 est
proche de 120 (ce n’est pas un hasard mais toujours vérifié). On
considère donc que a = R
La relation mathématique qui relie la tension U, l’intensité I
et la résistance R est U = R x I
C’est la loi d’ohm
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ELEC 5 : RESISTANCE ET LOI D’OHM
II. La loi d’ohm
A. Activité 1 : à la découverte d’une nouvelle loi
B. La loi d’ohm (à retenir)
La tension U aux bornes d’un conducteur ohmique est
proportionnelle à l’intensité I du courant qui le traverse. Le
coefficient de proportionnalité est la résistance R de ce
dipôle.
Ce résultat est connu sous le nom de loi d’Ohm et se formule
:
U = R x I tension U en V,
intensité I en A
résistance R en Ω.
La loi d’Ohm permet de calculer la valeur d’une des
trois grandeurs qu’elle relie, dès lors que les deux
autres sont connues.
Pour cela on « tourne » la formule.
Un dipôle obéissant à la loi d’Ohm est appelé un dipôle
ohmique.
Exercices II
III. L’effet Joule
Le passage d’un courant électrique dans un dipôle ohmique
provoque la conversion d’une partie de l’énergie
électrique sous forme thermique. Ce phénomène s’appelle l’effet
Joule.
L’effet Joule est utile dans le cas des appareils de chauffage.
En revanche, on cherche à le réduire dans les circuits
électroniques.
Vidéo loi ohm et effet joule
https://www.youtube.com/watch?v=7QpH6xARTPA
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Quand vous aurez fait les exercices, faites le poin t...
Est-ce que je sais que….
A quoi sert une résistance Comment se note la résistance Comment
mesure-t-on une résistance (appareil, symbole appareil,
branchement)
Quelle est l’unité de la résistance et son symbole La relation
mathématique de la loi d’ohm Définir l’effet joule (avantage et
inconvénient)
Est-ce que je suis capable de ….
De mesurer une résistance (branchement, calibre) D’appliquer la
loi d’unicité des tensions
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EXERCICES II
Exercice 1 : J’applique la loi d’Ohm.
1) Un dipôle ohmique de résistance R de 1,2 kΩ est traversé par
un courant d’intensité I = 0,02 A. Calcule la tension aux bornes de
ce dipôle ohmique.
2) Un dipôle ohmique de résistance R =100 Ω est traversé par un
courant d’intensité I = 120 mA. Calcule la tension aux bornes de ce
dipôle ohmique.
Exercice 2 : Exploitation de la caractéristique d’un dipôle.
Pierre a tracé le graphique caractéristique d’un résistor.
1) Quelle est la tension aux bornes du résistor lorsque celui-ci
est traversé par un courant d’intensité 60 mA?
2) Quelle est l’intensité du courant dans le résistor si la
tension à ses bornes est égale à -5 V? 3) Calcule la valeur de la
résistance de ce résistor.
Exercice 3 : La bouilloire électrique.
Pour faire fonctionner une bouilloire électrique, il faut la
brancher sur le secteur (U = 230 V). Sa
résistance R est de 20 Ω.
Calcule l’intensité en A du courant qui traverse la résistance
de cette bouilloire lorsqu’elle est en
fonctionnement.
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EXERCICES II : CORRECTION
Exercice 1 : J’applique la loi d’Ohm.
1) On cherche U On sait qu’un dipôle ohmique obéit à la loi
d’Ohm : U = R × I avec U en V, R en Ω et I en A
On nous donne :
R = 1,2 kΩ = 1 200 Ω
I = 0,02 A.
On calcule U = R × I = 1 200 x 0,02 U = 24 V
La tension aux bornes de ce dipôle ohmique est donc égale à 24
V.
2) On cherche U On sait qu’un dipôle ohmique obéit à la loi
d’Ohm : U = R × I avec U en V, R en Ω et I en A
On nous donne :
R = 100 Ω
I = 120 mA = 0,12 A
On calcule U = R × I = 100 × 0,12 = 12 V
La tension aux bornes de ce dipôle ohmique est donc égale à 12
V.
Exercice 2 : Exploitation de la caractéristique d’un dipôle.
1) Une lecture graphique permet de montrer que lorsque le
résistor est traversé
par un courant d’intensité 60 mA, la tension à
ses bornes est égale à 1 V.
2) Une lecture graphique permet de montrer que lorsque la
tension aux bornes du
résistor est égale à 5 V, celui-ci est traversé par
un courant d’intensité 300 mA.
3) La résistance R est égale au coefficient directeur de la
droite, que l’on peut calculer
par exemple avec le point de coordonnées (0,3
A ; 5 V).
4) R = 0,3 / 5 = 17 Ω.
Exercice 3 : La bouilloire électrique. (le symbole / =
division)
Pour faire fonctionner une bouilloire électrique, il faut la
brancher sur le secteur (U = 230 V). Sa
résistance R est de 20 Ω.
Calcule l’intensité en A du courant qui traverse la résistance
de cette bouilloire lorsqu’elle est en
fonctionnement.
3) On cherche I On sait qu’un dipôle ohmique obéit à la loi
d’Ohm : U = R × I
En « tournant la formule » on obtient I = U / R avec U en V, R
en Ω et I en A
On connait U = 230 V et R = 20 Ω
On calcule I = U / R = 230 / 20 = 11,5 A
L’intensité traversant la résistance de cette bouilloire est
donc égale à 11,5 A.
