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Cinquième · Physique-Chimie · Chapitre 6

Circuits électriques simples

Ce que tu sauras faire

  • Nommer les composants d'un circuit simple (générateur, récepteurs, interrupteur, fils), donner le rôle de chacun et les reconnaître par leur symbole normalisé.
  • Dessiner le schéma normalisé d'un circuit, puis monter un circuit à partir de son schéma.
  • Expliquer pourquoi un circuit doit être fermé pour fonctionner, et chercher méthodiquement la panne d'un circuit qui ne fonctionne pas.
  • Concevoir et réaliser un circuit qui répond à un cahier des charges simple (nombre de lampes, commande, indépendance des lampes).
  • Distinguer des dipôles en série et des dipôles en dérivation, prévoir ce qui arrive quand on retire une lampe et comparer l'éclat des lampes.
  • Mesurer une tension avec un voltmètre (tension à vide d'un générateur, tension aux bornes d'un récepteur) et une intensité avec un ampèremètre, en les branchant correctement et en notant l'unité.
  • Reconnaître un court-circuit, expliquer son danger et appliquer les règles de sécurité électrique.

Au programme du chapitre

  1. Les composants d'un circuit électrique
  2. Le schéma normalisé
  3. Un circuit doit être fermé pour fonctionner
  4. Dipôles en série, dipôles en dérivation
  5. Réaliser un circuit à partir d'un cahier des charges
  6. Premières mesures : la tension et l'intensité
  7. Court-circuit et sécurité électrique
  8. Ce qu'il faut retenir

Exercices corrigés

Exercice 1

La lampe de poche de Théo (une pile, une ampoule, un interrupteur) ne s'allume plus, alors que la pile est neuve.
a) Pourquoi peut-on être sûr qu'il existe une coupure quelque part, même si on ne la voit pas ?
b) Cite trois endroits où cette coupure peut se cacher.
c) Dans quel ordre vérifierais-tu ces trois endroits, et pourquoi ne changer qu'une chose à la fois ?
Un coup de pouce
Une lampe brille seulement dans une boucle fermée. Pour dépanner, on teste du plus rapide au plus long.
Voir la correction pas à pas
a) Une lampe ne brille que si elle fait partie d'une boucle fermée. Comme elle ne brille pas, la boucle est ouverte quelque part.
b) L'interrupteur (contact sale ou mal fermé), l'ampoule (mal vissée ou grillée : filament coupé), le contact de la pile (ressort écrasé, pile mal placée).
c) On commence par ce qui est le plus rapide à tester : l'interrupteur, puis la pile (en l'essayant dans une autre lampe), puis l'ampoule (dans un circuit qui marche). On ne change qu'une chose à la fois : si la lampe se rallume, on sait exactement quelle pièce était en cause.

Exercice 2

Une vieille guirlande de vingt ampoules s'éteint entièrement.
a) Que peux-tu dire de son montage ?
b) Comment retrouver l'ampoule qui a grillé ?
c) Pourquoi ne pourrait-on pas câbler ainsi les appareils d'une maison ?
Un coup de pouce
Si une seule panne éteint tout, c'est qu'il n'y a qu'un seul chemin.
Voir la correction pas à pas
a) Une seule ampoule défectueuse éteint toutes les autres : elles sont montées en série, sur une boucle unique.
b) On remplace les ampoules une par une par une ampoule qui marche (ou on essaie chacune dans un petit circuit à pile), en testant la guirlande après chaque essai, jusqu'à ce qu'elle se rallume.
c) Si tous les appareils étaient en série, débrancher ou éteindre un seul d'entre eux couperait le courant dans toute la maison. C'est pour cela que les appareils d'un logement sont en dérivation.

Les pièges à éviter

  • Dessiner les composants tels qu'ils sont (pile avec son étiquette, ampoule ronde) ou placer les symboles dans les coins et tracer des fils courbes.
  • Croire qu'une lampe peut s'allumer avec un seul fil entre la pile et la lampe.
  • Penser que, si une lampe ne brille pas, c'est forcément la lampe qui est en panne.
  • Dire que des lampes sont « en série parce qu'elles sont alignées » ou « en dérivation parce qu'elles sont côte à côte ».

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