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Physique Chimie cycle 4

Cycle 4 4e Chapitre 2 : Les lois de la tension et de l'intensité dans un circuit électrique.

Par CEDRIC CHERY, publié le mardi 29 mars 2016 09:04 - Mis à jour le mercredi 3 octobre 2018 10:13

I) Les lois sur la tension dans un circuit électrique

 

Alessandro Volta (1745-1827)

 

1) Loi de la tension dans un circuit en dérivation

Expérience : On utilise un circuit avec un générateur

(une pile) et deux lampes (L1 et L2) en dérivation. On

mesure la tension aux bornes des deux lampes et on

la compare avec la tension du générateur.

Résultats des mesures :

  • Tension aux bornes du générateur UG = 12 V
  • Tension aux bornes de la première lampe : UL1 = 12 V
  • Tension aux bornes de la deuxième lampe : UL2 = 12 V

Conclusion : dans un circuit en dérivation, la tension aux bornes du générateur est la même que la tension aux bornes de tous les récepteurs.

Dans l'exemple ci-dessus : UG = UL1 = UL2 = 12 V.

Je me teste

 

2) Loi de la tension dans un circuit en série.

Expérience : On utilise un circuit avec un générateur

(une pile) et deux lampes (L1 et L2) différentes,

branchées en série. On mesure la tension aux bornes

du générateur et aux bornes des deux lampes.

Résultats des mesures :

  • Tension aux bornes du générateur : UG = 12 V
  • Tension aux bornes de la première lampe : UL1 = 8 V
  • Tension aux bornes de la deuxième lampe : UL2 = 4 V

Conclusion : Dans un circuit en série, la somme des tensions aux bornes des récepteurs est égale à la tension aux bornes du générateur.

Dans l'exemple ci dessus : UG = UL1 + UL2

Je me teste

II) Les lois sur l'intensité dans un circuit électrique

 

André-Marie Ampère (1775-1836).

1) Loi de l'intensité dans un circuit en série.

Expérience :  Une lampe montée en série avec un

interrupteur est alimentée par un générateur. On

place un ampèremètre en différents points du circuit.

Observations : L’intensité indiquée par les trois ampèremètres est la même :

I1 = I2 = I3 = 0,5 A

Conclusion : La mesure de l’intensité du courant dans un circuit ne dépend pas de la position de l'ampèremètre : dans un circuit en série, l'intensité du courant est partout la même.

Dans un circuit en série, l'intensité du courant qui sort de la borne (+) du générateur est la même que l'intensité du courant qui entre dans la borne (-)

2) Loi de l'intensité dans un circuit en dérivation.

Expérience : On réalise un circuit avec un générateur et deux

lampes différentes, branchées en dérivation. On mesure

l'intensité du courant dans la branche principale du circuit

(A1) et dans les branches secondaires (A2) et (A3)

Observation :

  • L'intensité du courant indiquée par l'ampèremètre A1 vaut : I1 = 0,37 A
  • L'intensité du courant indiquée par l'ampèremètre A2 vaut : I2 = 0,10 A
  • L'intensité du courant indiquée par l'ampèremètre A3 vaut : I3 = 0,27 A

Conclusion : Dans un circuit en dérivation, l’intensité du courant électrique dans la branche principale est égale à la somme des intensités des courants dans les branches en dérivation : I1  =  I2 + I3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Correction de l’exercice 4 :

  1. La valeur des intensités I1 et I2 qui traverse chaque lampe sont : I1 = I2 = 0,1 A

    car : Les deux lampes sont identiques donc le courant se partage en deux parties égales.

    Dans un circuit en dérivation, l’intensité du courant dans la branche principale est égale à la somme des intensités dans les branches secondaires.

  2. Si on ouvre l’interrupteur K, la lampe L1 s’éteint. L’intensité du courant devient donc nulle.

    I1 = 0 A

  3. Si l’interrupteur K est ouvert, c’est comme si on avait un circuit en série. Les ampèremètres A et A2 indiquent donc la même intensité :

    I = 0,1 A

  4. Si on referme l’interrupteur K et qu’on ajoute une troisième lampe identique en série, le circuit devient :

L’intensité du courant qui sort de la pile est :

I = I1 + I2 +I3

I = 0,1 + 0,1 + 0,1

I = 0,3 A

L’intensité du courant I qui sort de la pile est de 0,3 A.

  1. On peut en conclure que plus on ajoute de lampes en dérivation , plus l’intensité du courant qui sort de la pile ou du générateur est importante.

Correction de l’exercice 5 :

  1. Les lampes L2 et L3 sont dans la même branche du circuit. Elles sont en série l’une par rapport à l’autre. Donc l’intensité qui traverse L2 est la même que l’intensité qui traverse L3. Ces deux lampes brillent donc de la même façon car elles sont identiques.

  2. L’intensité du courant qui traverse L1 vaut bien : I = 0,3 A car c’est ce qu’indique l’ampèremètre A. Or cet ampèremètre et la lampe L1 sont dans la même branche du circuit : La branche principale.

  3. La lampe L4 et la lampe L5 brillent de la même façon car :

  • Elles sont identiques.
  • Elles sont situées chacune dans une branche du circuit qui ne contient pas d’autre dipôles. Donc elles reçoivent la même intensité.

 

  1. L’intensité du courant qui traverse L5 est forcément plus petite que 0,3 A car c’est l’intensité du courant dans la branche principale. L’intensité du courant dans les branches secondaires sont obligatoirement plus petites.

  2. La lampe L5 brille moins que la lampe L1 car :

  • Les deux lampes sont identiques.
  • La lampe L5 reçoit une intensité plu faible que la lampe L1.
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  • Cycle 4 en 4e
  • Cycle 4 en 4e Thème 2