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Électricité – 1° année (13 unités didactiques)
Connaissances
 Un générateur est nécessaire
pour qu’une lampe éclaire ; pour
qu’un moteur tourne.
 Un générateur transfère de
l’énergie électrique à un lampe
ou à un moteur qui la convertit
en d’autres forme.
 Une photopile convertit de
l’énergie lumineuse en énergie
électrique.
Circuit électrique
simple
Activités
 Réaliser un montage
simple permettant
d’allumer une lampe ou
d’entraîner un moteur.
 Suivre un protocole
donné.
 En présence d’un générateur, le
circuit doit être fermé pour qu’il
y transfert d’énergie. Il y a alors
circulation d’un courant
électrique.
 Danger en cas de court-circuit  Identifier la situation de
d’un générateur.
court-circuit du
générateur et le risque
correspondant.
 Respecter les règles de
sécurité.
 Le dipôle constituant le circuit
en série ne forment qu’une
Circuit électrique
seule boucle.
en série
 Sens conventionnel du courant
électrique.
 Symboles normalises d’une
lampe et d’un générateur, d’une
 Réaliser un circuit
électrique simple.
(5.110)
 Utiliser un photopile.
(5.111)
Matériel
 Pile 4.5 V
 Lampe
 Interrupteur
 Fils de connexion (2)
 Photopile
 Moteur
 Réaliser un circuit
électrique simple.
(5.110)
 Observer le courtcircuit d’une pile.
(5.112)
 Se documenter sur
les dangers des
prises de courant.
(5.113)
 Pile 4.5V
 Lampe
 Fils de connexion (4)
 Laine de fer
 Autres exercices
 Alternateur de bicyclette
 Brancher deux lampe
en série. (5.126)
 Utiliser un diode dans
un circuit en série.
(5.127)
 Pile 4.5 V
 Lampe (2)
 Interrupteur
 Fils de connexion (3)
 Diode (1)
Prérequis
 Savoir dessiner un
schéma
 Savoir utiliser le 4
opérations
mathématique
fondamentales
 Connaître le signifie de
fraction et pourcentage
 Savoir dessiner un
graphique de
pourcentage
diode, d’une diode
électroluminescente.
 Pour un circuit donné, l’ordre
des dipôle n’influence pas leur
fonctionnement.
 Valider ou invalider une
hypothèse
correspondante.
 Inverser l’ordre des
 Pile 4.5 V
dipôles dans un circuit  Lampe (2)
en série. (5.128)
 Interrupteur
 Fils de connexion (3)
 Diode (1)
 Certain matériel sont
conducteurs, d’autres sont
isolants.
 Le corps humain est
conducteur.
 Un interrupteurs ouverts se
comporte comme un isolant ;
fermé se comporte comme un
conducteur.
 Circuit avec une dérivation.
 Valider ou invalider une
hypothèse sur le
caractère conducteur ou
isolant d’un matériaux.
 Identifier des
matériaux
conducteurs e des
matériaux isolants.
(5.129)
 Pile 4.5 V
 Lampe
 Interrupteur
 Fils de connexion (3)
 Etudier le
comportement d’un
circuit comportant une
dérivation. (5.142)
 Pile 4.5 V
 Lampe (2)
 Interrupteur
 Fils de connexion (4)
 Une installation domestique
classique est constituée
d’appareils en dérivation.
 Réaliser un montage avec
une dérivation a partir
d’un schéma.
 Faire le schéma
normalisé d’un circuit
avec une dérivation en
respectant les
conventions.
 Raisonner, argumenter,
pratiquer une démarche
expérimentale.
 Se documenter sur le
branchement des
appareils
domestiques. (5.143)
 Identifier les bornes d’une  Mesure une tension.
pile. Mettre en évidence
(4.12)
la tension entre ses
 Tension nominale,
bornes en circuit ouvert.
surtension, sous Reconnaître qu’il peut y
tension.(4.13)
avoir une tension entre
 Circuit en série. (4.14)
deux points entre lesquels  Circuit en dérivation.
ne passe aucun courent
(4.16)
et qu’inversement un
dipôle peut être parcouru
par un courant sans
tension notable entre ses
Circuit électrique
comportant une
dérivation
 Mesure, unité.
 Loi d'additivité vérifiée par la
tension.
Tension électrique
 Générateur
 Multimètre
 Interrupteur
 Lampe
 Fils de connexion (3)
 Piles 1,5V (2)
 Comprendre le signifié
de unité de mesure et
les écritures :
U1+U2=2,9+3,3
U1+U2=U3
 Passage de V à mV et
à μV
bornes.
 Mesurer une tension.
Connaître l’unité de
tension, le mode de
branchement d’un
multimètre utilisé en
voltmètre.
 Connaître e savoir vérifier
l’additivité de la tension.
 Mesure, unité.
 Mesurer une intensité.
 Loi de conservation vérifiée par Connaître l’unité
d’intensité, le mode de
l’intensitè en courant continue.
branchement d’un
multimètre utilisé en
amperomètre.
Intensité de curant
 Connaître et vérifier la
conservation de l’intensité
en courant continu.
 Montre que le courant qui
traverse une pile dépend
du circuit sur lequel elle
est branché.
 Les métaux les plus
 Reconnaître par quelques
Les métaux de la couramment utilises sont le fer, tests qualitatifs simples
vie quotidienne
le zinc, l’aluminium, le cuivre,
quelque métaux usuels.
l’argent e l’or.
 Mesurer une intensité.
(4.26)
 Circuit en série.
 Circuit en dérivation.
 Générateur
 Multimètre
 Interrupteur
 Lampe
 Fils de connexion (3)
 Piles 1,5V (2)
 Quels sont les métaux
les plus couramment
utilises ? (3.12)
 Comment reconnaître
quelques métaux
courants ? (3.14)
 Tous les métaux conduisent le  Comparer le caractère
 Les solides et le
courant électrique.
conducteur de différent
solutions aqueuse
solides à l’aide d’un circuit conduisent-ils le
 La conduction de courant
électrique.
courant électrique ?
électrique dans le métaux
(3.28)
s’interprète
par
un
deplacement
Courant électrique
d’électrons.
es structure de la
matière
 Pièces de différentes
métaux
 La conduction du courant
électrique dans le solutions
aqueuse s’interprète par un
 Comparer le caractère
conducteur de l’eau et de
diverses solutions
 Sucre
 Sal
 Verre
 Pièces de différentes
métaux
 Pile ou générateur
 Lampe
 Fils de connexion (3)
 Concept de volume et
masse
 Signifié de rapport
déplacement d’ions.
aqueuses à l’aide d’un
circuit électrique.
 Constituants de l’atome: noyau
et électrons.
 Les atomes et les molécules
sont électriquement neutres ;
l’électron et les ions sont
charges électriquement.
 Les espèces chimiques
présentes dans une pile
contiennent de l’énergie
Pile
chimique dont une partie est
électrochimique et transférée sous d’autres formes
énergie chimique d’énergie lorsqu’elle fonctionne.
 L’énergie mise en jeu dans une
pile provient d’une réaction
chimique : la consommation de
réactif entraîne l’usure de la
pile.
 L’alternateur est la partie
 Expliquer la production
commune à toutes les centrales d’énergie électrique par
électriques.
l’alternateur de bicyclette
 L’énergie mécanique reçue par par la transformation de
l’énergie mécanique
l’alternateur est convertie en
énergie électrique.
 Expliquer la production
La production
d’énergie électrique dans
 Distinction entre les source
d’électricité
un centrale hydraulique
d’énergie renouvelable ou non.
par la transformation de
l’énergie mécanique
 Réaliser un montage
permettant d’allumer une
lampe ou de faire tourner
un moteur à l’aide d’un
alternateur.
 tension continue et tension
 Identifier une tension
variable au cours du temps;
continue et une tension
Les tensions
tension alternative périodique.
alternative.
alternatives
 Période.
 Construire une
représentation graphique
 Valeurs maximale e minimale
de l’évolution d’une
d’une tension
tension alternative
 D’où proviennent les
électrons et les ions
mobiles ? (3.30)
 La chimie au
 Différentes sortes de pile
quotidien : existence
et accumulateurs
de plusieurs modèles
de piles : pile à saline,
pile alcaline, pile à
combustibles. (3.76)
 Qu’est-ce que les
différentes centrale
électriques o en
commun? (3.104)
 Comment un
alternateur produit-il
une tension? (3.106)
 Lampe a manivelle
 Aimant
 Qu’est-ce qui
distingue une tension
continue d’une
tension alternative?
(3.120)
 Que nous apprend la
représentation
 Pile
 Alternateur
 Multimètre
 Chronomètre
 Fils de connexion (2)
 Savoir tracer un
graphique
 Savoir lire un graphique
 Connaître le signifié de
nombre négatif
périodique.
graphique d’une
tension alternative ?
 Reconnaître une tension
(3.121)
alternative périodique.
 Déterminer
graphiquement sa valeur
maximale et sa période.
 La fréquence d’une tension
 Reconnaître à
 Quelles grandeurs
 Générateur
périodique et son unité, le hertz, l’oscilloscope, ou grâce à peut-on mesurer avec  Oscilloscope
dans le Système International.
une interface
un oscilloscope?
 Multimètre
d’acquisition,
une
tension
(3.134)
 La tension du secteur est
alternative. Elle est sinusoïdale. alternative périodique.
 Comprendre l’écriture
F=1/T
 Comprendre le signifié
de
√2
 Comprendre l’écriture
Visualisation et
mesure des
tension
alternatives
Umax=U√2
 Connaître le concept
de proportionnalité
 Pour une tension sinusoïdale un
voltmètre utilisé en alternatif
indique la valeur efficace de
cette tension.
 Identifier à des valeurs
efficaces les valeurs des
tension alternatives
indiquées sur les
alimentations ou sur les
appareils usuels.
 Qu’indique un
voltmètre utilise en
mode alternatif?
(3.135)
La puissance
électrique
L’énergie
électrique
 Puissance nominale indiquées  Citer quelques ordres de
sur un appareil.
grandeurs de puissances
 Le watt est l’unité de puissance électriques domestiques.
du Système International.
 Calculer, a partir de sa
puissance e de sa tension
 Enoncé traduisant, pour un
dipôle ohmique, la relation P=UI nominales, la valeur de
l’intensité efficace de
où U et I sont des grandeur
courant qui traverse un
efficaces.
appareil qui se comporte
comme un dipôle
ohmique.
 L’intensité du courant électrique  Exposer le rôle d’un
qui parcourt un fil conducteur ne coupe-circuit.
doit pas dépasser une valeur
 repérer et identifier les
déterminée par un critère de
indications de puissance,
sécurité.
de tension e d’intensité
sur le câbles e sur le
 Le coupe-circuit protège les
appareils et les installations
prises électriques.
contre le surintensités.
 L’énergie électrique E
 Calculer l’énergie
transférée pendant une durée t
électrique transférée à un
à un appareil de puissance
appareil pendant une
nominale P est donnée par la
durée donnée et
relation E=Pt
l’exprimer en joule et en
 Le joule est l’unité d’énergie du kilowattheure.
Système International.
 Comment relier la
 Générateur
puissance électrique  Multimètre
à la tension? (3.148).  Lampe
 Fils de connexion (3)
Savoir le signifié de
« élever a la puissance »
 Comprendre l’écriture
a=7,51 108
 Comprendre l’écriture
108<a<109
 Quel est le rôle d’un  Fusible
 Connaître le cercle et
coupe-circuit? (3.149)  Disjoncteur
son aire
 Prise de courant
 Différents appareils avec
différente puissance
 Que mesure un
 Une facture d’électricité
compteur électrique?
(3.162)
 Comme calculer
l’énergie transférée
aux appareils
électriques? (3.163)
 Comprendre l’écriture
1 kWh=3,6 106 J