Le circuit electrique prof

Chapitre 1 : le circuit électrique
1/ Comment peut-on allumer une lampe?
A/ Activité 1 : « Sacré Gaston »
Objectifs :  Faire briller une lampe.
 Découvrir les composants d’un circuit électrique.
Gaston Lagaffe vient d’acheter une nouvelle moto. Seul « hic » : Gaston Lagaffe a grillé la lampe de son phare
avant ! Il aimerait bien que tu l’aides à changer ce phare et à comprendre le circuit électrique qui permet
d’allumer le phare.
J’aimerais bien que tu m’aides ! Mais il
faut que tu me montres que tu es un
champion en électricité en réalisant les 4
défis lancés par mon copain !


Pour réussir les 4 missions
suivantes, tu dois passer par 3
étapes :
Réaliser l’expérience demandée.
Répondre aux questions concernant cette
expérience.
 Faire un dessin légendé de
l’expérience.
Tu dois appeler le professeur à chaque mission
pour qu’il vérifie.
Tu dois faire des phrases pour répondre aux
questions
Mission 1 : Fais briller la lampe sans utiliser de fil.
 Quelles parties de la lampe et de la pile doivent être en contact pour que la lampe brille ?
Culot avec une borne de la pile et plot avec l’autre borne de la pile
Mission 2 : Fais briller la lampe en utilisant la
pile ronde et un seul fil.
 Quelles parties de la lampe et de la pile sont
en contact avec le fil ?
Le fil doit être en contact avec 1 borne de la pile et le
plot (si le culot touche la borne +)
Mission 3 : Fais briller la lampe sans la tenir entre
Tony Leparoux, professeur de physique-chimie
les doigts.
 A ton avis, quelles sont les parties de la lampe connectées à l’intérieur du support ?
Le plot et le culot sont connectés.
Mission 4 : Allume et éteins la lampe sans débrancher
aucun fil.
 Quel est l’appareil indispensable pour faire
briller la lampe ?
C’est le générateur (pile)
 Quel est le rôle de l’interrupteur ?
Il permet d’ouvrir ou de fermer le circuit.
En conclusion : Explique à Gaston comment allumer une lampe :
Tu dois brancher la borne + de la pile au plot et la borne – de la pile au culot. Si tu veux commander
l’allumage de la lampe, il faut utiliser un interrupteur.
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
B/ Bilan
Un circuit électrique est composé:
 D’un générateur (pile, générateur des tables…)
 De récepteur aussi appelés dipôles (lampe, moteur, résistance, DEL…)
 De fils de connexions
Pour qu’un courant circule, il faut une boucle fermée.
Le générateur fournit de l’énergie électrique à la lampe qui la transforme en énergie lumineuse.
Un composant électrique constitué de deux bornes est appelé dipôle.
Schéma de la lampe :
Trajet du courant dans la
lampe
Complément : Adapter une lampe à une pile
Sur le culot de la lampe sont gravées sa tension nominale et son intensité nominale :
C’est ce qu’il faut donner à la lampe pour qu’elle brille et « vive » normalement.
 Si on lui donne trop : SURTENSION : la lampe brille trop fortement et « grille »
 Si on ne lui donne pas assez : SOUS-TENSION : la lampe ne brille pas assez et se
détériore petit à petit.
Tony Leparoux, professeur de physique-chimie
 Réalise les associations piles-lampes décrites dans le tableau ci-dessous.
 Compléter le tableau ci-dessus en indiquant l’éclat de la lampe : FAIBLE, NORMAL, FORT.
Association
Pile 1,5 V
avec lampe 3,8V
Pile 4,5 V
avec lampe 3,8V
Pile 9 V
avec lampe 3,8 V
Eclat de la lampe
Faible
Normal
fort
 Comment faut-il procéder pour adapter une pile et une lampe ?
Avant d’allumer une lampe, on regarde toujours la tension et l’intensité nominale inscrites par le constructeur
sur le culot : C’est ce qu’il faut lui donner pour qu’elle fonctionne normalement (à titre indicatif : prix = 0,35 €/
pièce)
2/ Symboles des dipôles
fil
lampe
pile
moteur
générateur
diode
DEL
résistance
interrupteur
Applications :
Schémas à réaliser
expérimentalement
DESSINS à schématiser
Tony Leparoux, professeur de physique-chimie
Exercice : Schématiser :
Schéma 2 :
Schéma 3 :
Schéma 4 :
Schéma 1 :
Schéma 6 :
Schéma 5 :
Schéma 7 :
Tony Leparoux, professeur de physique-chimie
Tony Leparoux, professeur de physique-chimie
3/ Comment fonctionne une photopile ?
A/ Activité
1 / A partir des racines du mot photopile, explique le rôle de cet appareil électrique dans un circuit
électrique?
« Photo » signifie lumière et « pile » correspond au générateur. Autrement dit, c’est une pile qui
fonctionne grâce à la lumière.
2 / Expériences : on dispose d’un appareil avec Haut-parleur alimenté par photopile.
Cas n°1: la photopile est enfermée dans une boite noire.
Observation : Le HP ne fonctionne pas
Cas n°2: La photopile est éclairée par la lumière (du soleil et des lampes de la salle).
Observation : Le HP fonctionne
3 / Conclusion :
Une photopile transforme l’énergie lumineuse (solaire) en énergie électrique.
C’est un générateur d’électricité qui permet d’alimenter des récepteurs comme des
lampes, des moteurs ou des DEL…
4/ Tous les matériaux laissent-ils passer le courant électrique?
A/ TP
Points
communs entre
ces objets ?
Points communs
entre ces objets ?
Etape 1 : Cite un dipôle électrique qui te permettrait de voir si un courant circule dans un circuit
électrique.
On peut utiliser une lampe, une DEL ou un moteur.
Etape 2: Tu dois dire si les matériaux de l’étape 3 laissent passer ou ne laissent pas passer le courant.
Fais un schéma (avec les symboles) d’un circuit permettant de la savoir et écris la liste du matériel dont tu
as besoin.
Liste du matériel dont tu as besoin
Schéma :





3 fils
2 pinces crocos
Une lampe
L’objet à tester
Le générateur
Tony Leparoux, professeur de physique-chimie
Etape 3 : Réalise l’expérience Fais ton expérience (appelle le professeur pour vérifier)
Etape 4: Complète le tableau de résultats
Objet
Ciseaux
Règle ou stylo en
plastique
Verre de l’ampoule
En quelle matière est l’objet ?
Fer
Résultat
La lampe s’allume
Plastique
La lampe ne s’allume pas
Verre
La lampe ne s’allume pas
Morceau de Bois
Bois
La lampe ne s’allume pas
Mine de crayon à papier
Graphite
La lampe s’allume
Gomme
Caoutchouc
La lampe ne s’allume pas
Morceau de cuivre
Cuivre
La lampe s’allume
Etape 5:
 Quels sont les matériaux qui laissent passer le courant ? Comment les appelle-t-on ?
Ce sont des conducteurs. Ici, les ciseaux, la mine de crayon et le morceau de cuivre
conduisent.
Quels sont les matériaux qui ne laissent pas passer le courant ? Comment les appelle-t-on ?
Ce sont des isolants. Ici, tous les autres.
Conclusion : (complète le texte)
Les conducteurs laissent passer le courant électrique alors que les isolants ne laissent
passer le courant électrique.
Etape 6 : Applications
1/ L’air est-il un bon conducteur d’électricité ?
On refait le circuit précédent qui nous a permis de savoir si les objets laissaient passer le
courant.
Expérience : Ne place aucun objet dans le circuit et laisse les deux extrémités des fils à l’air.
La lampe brille-t-elle ? Non.
L’air est-il un conducteur ou un isolant ? L’air est le meilleur isolant.
2/ Rôle d’un interrupteur dans un circuit :
Un interrupteur ouvert est-il un isolant ou un conducteur ?(Fais le schéma électrique de ton expérience)
La lampe ne s’allume pas.
On en déduit que l’interrupteur ouvert est un ISOLANT
Schéma électrique avec les
symboles :
Un interrupteur fermé est-il un isolant ou un conducteur ? (Fais le schéma électrique de ton expérience)
Schéma électrique avec les symboles :
La lampe s’allume.
On en déduit que l’interrupteur ouvert est un conducteur
Tony Leparoux, professeur de physique-chimie
3/ Conducteurs et isolants dans une lampe : Pour chaque partie de la lampe,
remplis la légende en disant s’il s’agit d’un isolant ou d’un conducteur.
Filament
Ampoule
Conducteur
Isolant
Gaz rare
Isolant
Culot
Conducteur
Plot central
conducteur
4/ Notre corps est-il conducteur ? Donne un argument pris dans l’actualité ou pas.
Oui, on peut être électrocuté ou électrisé (Claude François)
5/ Sécurité électrique
A/ le court-circuit
Court-circuiter, c’est brancher UN fil entre les bornes d’un dipôle
Il peut être dangereux ou pas.
Expérience : Le fil est remplacé par de la paille de fer. Court-circuite la pile en amenant ses
languettes en contact avec la paille.
Bilan :
Court-circuiter un dipôle, c’est brancher un fil
entre ses bornes:
=
Si on court-circuite une pile, les risques sont:
• L’usure rapide de la pile.
• Un échauffement
• Des risques d’incendie.
Tony Leparoux, professeur de physique-chimie
B/ Petit zoom sur la sécurité électrique
Complète le texte ci-dessous avec les mots suivants :
Mouillée
corps
tension
24
incendie
électrocution échauffent
intensité
courtcircuit
 Lors d’un court-circuit , un courant très intense circule dans les fils électriques : les fils s'
échauffent et cela peut déclencher un incendie
 Il y a électrisation lorsqu’un
courant d'intensité faible traverse le
corps d'une personne : cela
peut provoquer un arrêt
respiratoire ou cardiaque, des
brûlures, des contractions
musculaires
 Une électrisation qui entraine la
mort s'appelle une électrocution
 Tension de sécurité : 24 Volts
 Si la tension électrique est
inférieure à 24 volts, il n'y a aucun risque d'électrisation pour l'Homme. Une telle tension ne
peut pas faire circuler dans le corps un courant de plus de 0,5 mA, même si la peau est
mouillée : on ne sent rien.
 La tension du secteur, à la maison,
vaut 220 V/ 230 V. Une telle tension
peut faire circuler à traverse le corps
humain un courant d' intensité faible
(50 mA) mais qui peut être mortel
en moins d'une seconde.
Pour finir avec la prise de courant…
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Si on met les doigts entre la phase et le neutre, on (ne craint rien / est électrocuté)
Si on met les doigts entre la terre et la phase, on (ne craint rien / est électrocuté)
Si on met les doigts entre le neutre et la terre, on (ne craint rien / est électrocuté)
RETENEZ : Il ne faut jamais « trifouiller » une prise électrique :
c’est un adulte connaisseur qui s’en occupera!
Tony Leparoux, professeur de physique-chimie
Tony Leparoux, professeur de physique-chimie