Séquence N°2 : La tension électrique
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Niveau : Cycle 4-4ième Thème : L’énergie et ses conversions Séquence N°2 : La tension électrique Objectifs : Qu’est-ce que la tension électrique Différence entre tension et intensité La tension est une grandeur physique Tension nominale d’un appareil Compétences visées COM4 SYS 1 SYS 3 SYS 4 Séances : (3h) La tension, grandeur physique et mesure Mesure de tensions et d’intensité dans les circuits en boucle simple avec 2 lampes différentes Existe-t-il toujours une tension aux bornes d’un dipôle dans un circuit en boucle simple ? Séance N°1 : La tension, grandeur physique et mesure Objectifs : La tension est la "force" disponible entre deux points d'un circuit. On peut la comparer à une chute d'eau et on l'appelle aussi chute de potentiel. Pas de tension, pas de force, pas de chute de potentiel donc pas de courant I) La grandeur physique: tension Une grandeur physique est un paramètre qu'on peut mesurer. La tension est une grandeur notée avec la lettre U (et surtout pas T ou t) Chaque grandeur s'exprime avec une unité de mesure La tension se mesure en Volts noté V Voir Annexe 1 sur Alessandro Volta Enfin, pour mesurer une grandeur, il faut un appareil de mesure La tension se mesure avec un multimètre en position voltmètre noté V Attention à ne pas confondre le U qui veut dire tension et le V qui veut dire Volts II) Le multimètre en position voltmètre Un multimètre est un appareil de mesure qui peut mesurer plusieurs grandeurs électriques comme l'intensité, la tension, la résistance etc…. Il existe différents modèles de multimètres mais ils ont tous des éléments communs. Voici en photo le multimètre utilisé en TP comme voltmètre: 1-Sélecteur à tourner 2- Bornes COM et V Comment brancher le voltmètre? (voir livre p 102) Ouvrir l'interrupteur (interrupteur sur ARRET) Tourner le sélecteur (1) sur une position voltmètre continu (DCV ou ) et sélectionner le calibre correspondant à votre mesure (calibre juste au-dessus de 6 ou 12V donc 20V) Placer deux fils sur le multimètre, un rouge sur la borne "V" et un noir sur la borne "COM" (2) Repérer aux bornes de quel dipôle vous voulez mesurer la tension et repérer la borne placée du côté "+" du générateur et celle placée du côté "-". Le respect des couleurs rouge et noir permet de mieux s'y retrouver dans cet exercice. Connecter le fil rouge sur la borne côté + et le fil noir sur la borne côté – (si on inverse, le résultat affiché sera négatif) APPELER le professeur qui vous donnera après vérification le droit de fermer l'interrupteur Réalise le circuit simple (du chapitre I) puis insère l'ampèremètre dans ce circuit. Schématise alors le circuit réalisé. V - G + Suit bien la procédure cidessus. Appelle le professeur avant de fermer l'interrupteur UG (tension du générateur) = ………V L Conclusion: Un volmètre est branché en "dérivation" dans un circuit Séance N°2 : Mesure de tensions et d’intensité dans les circuits en boucle simple avec 2 lampes différentes Objectifs : SYS 3 / SYS 4 Nous avons 3 lampes L1 sans point blanc L2 avec point blanc L3 : gros verre Lis les indications écrites sur chaque lampe : L1 : L2 : L3 : Retrouve ces résultats par des mesures de tension et d’intensité Fais le schéma du montage Donne le résultat des mesures pour chaque lampe Pour L1 je relève sur les appareils U=……………….. et I=……………….. Pour L2 je relève sur les appareils U=……………….. et I=……………….. Pour L3 je relève sur les appareils U=……………….. et I=……………….. Compare-ces mesures avec ce qui est marqué sur chaque lampe Quelle est la différence d’éclat entre les 2 lampes L1 et L2? Explique cette différence avec les mesures effectuées Lis les indications écrites sur chaque lampe : L1 : 6V 100 mA L2 : 6V 0,3A L3 : 12V 500 mA ou 0,5A Retrouve ces résultats par des mesures de tension et d’intensité Fais le schéma du montage K A G L1 V Donne le résultat des mesures pour chaque lampe et compare-le avec ce qui est marqué sur la lampe o L1 : U= 6,3V et I= 0,1A (soit 100 mA) o L2 : U=6,3V et I = 0,31A o L : U= 12,15V et I = 0,51A o Ces valeurs sont presque les mêmes que celles relevées sur les lampes Quelle est la différence entre les 2 lampes L1 et L2? L1 brille moins que L2 Explique la différence avec les mesures effectuées L1 reçoit la même tension que L2 mais moins d’intensité Conclusion : Sur une lampe, je trouve des indications de tension et d’intensité. La tension indiquée correspond à la tension que doit recevoir la lampe pour briller normalement. On parle alors de tension nominale Séance N°3 : Existe-t-il toujours une tension aux bornes d’un dipôle dans un circuit en boucle simple ? Objectifs : METH 2 / SYS 3 Existe-t-il toujours une tension aux bornes d’un dipôle dans un circuit en boucle simple ? Réaliser le schéma du montage en série avec un générateur, une lampe (6V au choix) un interrupteur. Ajouter 4 voltmètres pour mesurer la tension aux bornes : De la lampe Du générateur De l’interrupteur D’un fil Réaliser le montage Remplir ensuite le tableau suivant : Tension de… En circuit ouvert Générateur Ug Lampe UL Interrupteur Uint Fil UF Faire des phrases pour décrire vos mesures, une phrase par dipôle En circuit fermé Réaliser le schéma du montage en série avec un générateur, une lampe (6V au choix) un interrupteur. Ajouter 4 voltmètres pour mesurer la tension aux bornes : De la lampe Du générateur De l’interrupteur V D’un fil G V K V L V Réaliser le montage Remplir ensuite le tableau suivant : Tension de… En circuit ouvert En circuit fermé Générateur Ug 6,3V 6,3V 0V 6,3V 6,3V 0V 0V 0V Lampe UL Interrupteur Uint Fil UF Faire des phrases pour décrire vos mesures, une phrase par dipôle Conclusion: Aux bornes d'un dipôle, il n'existe pas toujours une tension. On distingue: * les dipôles actifs (générateur) qui ont toujours une tension * Les dipôles passifs (lampe, moteur...) qui n'ont une tension qu'en circuit fermé * Aux bornes d’un interrupteur, c’est l’inverse d’un dipôle passif, il n’y a une tension qu’en interrupteur ouvert * Aux bornes d’un fil, il n’y a jamais de tension
