La tension continue et la tension variable
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Tension continue et tension variable au cours du temps Je me souviens : En cinquième, on a appris qu’une DEL (diode électroluminescente) ne laisse passer le courant que dans un seul sens : - branchée dans son sens passant, la DEL se comporte comme un interrupteur fermé. - sinon elle est bloquante : dans ce cas, elle se comporte comme un interrupteur ouvert. (5ème) Son symbole est : En quatrième, on a appris que la tension électrique aux bornes d’un dipôle se mesure avec un voltmètre branché en dérivation entre ses bornes. En troisième, on a appris que l’alternateur est la partie commune à toutes les centrales électriques. Je découvre : De nombreux accidents de bicyclette, souvent très graves, se produisent à la tombée de la nuit. Les lampes placées à l’avant et à l’arrière sont obligatoires. Elles peuvent être alimentées par une pile ou un alternateur. La tension du secteur (tension aux bornes d’une prise de courant) et celle aux bornes d’un alternateur ont des caractéristiques communes. Attention : la tension du secteur est très dangereuse : elle ne doit pas être utilisée directement pour des expériences. Le but de cette activité est de comprendre la différence qui existe entre la tension délivrée par un alternateur de bicyclette et celle délivrée par une pile ? Les tensions délivrées par les générateurs sont-elles semblables ? 1ère expérience : On branche un voltmètre aux bornes d’une pile. Observer les photos suivantes 1, 2 et 3, prises à trois instants différents. 1 Groupe Collège 2009-2010 2 Académie de Créteil 3 Page 1 2ème expérience : On remplace la pile par un alternateur de bicyclette. La manivelle qui permet d’actionner l’alternateur ne tourne pas. Observer la photo 4. 4 Maintenant, on tourne la manivelle pour actionner l’alternateur. Observer la succession de photos 5, 6, 7 et 8 prises à quatre instants différents, successifs. 5 6 7 8 Groupe Collège 2009-2010 Académie de Créteil Page 2 Je réponds aux questions 1. Un voltmètre est branché aux bornes d’une pile. Qu’indique le voltmètre ? Cocher la (les) bonne(s) réponse(s) une tension variable au cours du temps une tension négative une tension constante au cours du temps une tension continue une tension positive 2. Un voltmètre est branché aux bornes d’un alternateur. a) Que vaut la tension lorsque la manivelle (ou le galet) ne tourne pas ? b) On tourne la manivelle pour actionner l’alternateur. Qu’indique le voltmètre ? Cocher la (les) bonne(s) réponse(s) une tension variable au cours du temps une tension constante une tension négative une tension positive une tension tantôt positive, tantôt négative 3. Rédiger une phrase précisant la différence entre la tension fournie par une pile et celle fournie par un alternateur de bicyclette? 4. Complétez les phrases avec les mots suivants : signe, sens, générateur, change, positive, négative. Un mot peut être utilisé plusieurs fois. 5.Dans un circuit fermé, alimenté par une pile, le courant électrique possède un …………. bien 6.déterminé. Les bornes d’une pile sont bien définies : l’une est …………, l’autre est ……… 7. 8.Un alternateur est un ……………….. de tension alternative dont le symbole est : 9. Un générateur de tension alternative possède deux bornes qui changent alternativement de ……… 10. Lorsqu’il alimente un circuit électrique fermé, le courant change régulièrement de ………….. 11. Groupe Collège 2009-2010 Académie de Créteil Page 3 Je vérifie Réponses aux questions 1. Le voltmètre indique : Une tension positive et une tension continue c’est-à-dire une tension constante au cours du temps. 2. a) La tension est nulle lorsque l’alternateur n’est pas actionné. b) Le voltmètre indique : Une tension variable au cours du temps, une tension tantôt positive, tantôt négative. On dit que la tension est alternativement positive et négative. 3. La tension délivrée entre les bornes d’une pile est positive et continue alors que celle délivrée entre les bornes d’un alternateur varie au cours du temps en prenant des valeurs tantôt positives, tantôt négatives. 4. Complétez les phrases avec les mots suivants : signe, sens, générateur, change, positive, négative Un mot peut être utilisé plusieurs fois. 12. Dans un circuit fermé, alimenté par une pile, le courant électrique possède un sens bien 13. déterminé. Les bornes d’une pile sont bien définies : l’une est positive, l’autre est négative. 14. Un alternateur est un générateur de tension alternative dont le symbole est : 15. 16. Un générateur de tension alternative possède deux bornes qui changent alternativement de signe. 17. Lorsqu’il alimente un circuit électrique fermé, le courant change régulièrement de sens. 18. Je retiens Cette partie est à recopier / imprimer sur le cahier / classeur Dans un circuit fermé, alimenté par une pile, le courant électrique possède un sens bien déterminé. Les bornes d’une pile sont bien définies : l’une est positive, l’autre est négative. Un générateur de tension alternative possède deux bornes qui changent alternativement de signe. Lorsqu’il alimente un circuit électrique fermé, le courant change régulièrement de sens. Un alternateur est un générateur de tension alternative dont le symbole est : Un générateur de tension alternative possède deux bornes qui changent alternativement de signe. Lorsqu’il alimente un circuit électrique fermé, le courant change régulièrement de sens. La tension délivrée entre les bornes d’une pile est positive et continue alors que celle délivrée entre les bornes d’un alternateur varie au cours du temps en prenant des valeurs tantôt positives, tantôt négatives. Groupe Collège 2009-2010 Académie de Créteil Page 4 Je m’entraîne Paul et Anne sont deux élèves qui, au cours d’une séance de travaux pratiques, doivent réaliser un circuit différent comprenant deux DEL. Tous les deux s’interrogent. Votre travail est de les aider. Pour cela, vous allez répondre aux deux questions suivantes puis schématiser deux circuits. Questions : 1. Dans les deux montages que Paul et Anne doivent réaliser, a) les deux DEL sont branchées en : Cocher la bonne réponse en série en dérivation b) les deux DEL doivent être branchées : Cocher la bonne réponse dans le même sens en sens inverse Groupe Collège 2009-2010 Académie de Créteil Page 5 2. En vous aidant de la conclusion du paragraphe 1 : a) Schématiser le circuit électrique qui permet de répondre au problème que se pose Paul dans le premier cadre ci-dessous. Paul Si une aide est nécessaire, se reporter page suivante : photographies 9 et 10 du montage b. Dans l’autre cadre ci-dessous, schématiser le circuit électrique qui permet de répondre au problème que se pose Anne. Anne Si une aide est nécessaire, se reporter page suivante : photographies 11, 12, 13 et 14 du montage Groupe Collège 2009-2010 Académie de Créteil Page 6 AIDES Photographies du montage que doit réaliser Paul Photo n°9 Photo n°10 La DEL verte, branchée dans le sens passant, brille ; La DEL rouge est bloquante. Dans ce montage, seule la DEL rouge brille ; La DEL verte est bloquante. Photographies du montage que doit réaliser Anne Photo n°11 Photo n°12 La tension aux bornes du générateur de tension alternative est < 0V ; Seule la DEL verte brille. Un instant plus tard, la tension aux bornes du générateur devient > 0V ; La DEL rouge brille. Photo n°13 Photo n°14 Quelques secondes plus tard, la tension aux bornes du générateur est à nouveau < 0V ; La DEL verte brille. Ici, la tension aux bornes du générateur est redevenue > 0V ; La DEL rouge brille à nouveau. Groupe Collège 2009-2010 Académie de Créteil Page 7 Correction 1.a. Les DEL sont branchées en dérivation. 1.b. Les DEL sont branchées en sens inverse. 2.a et 2.b. Paul doit réaliser un des deux circuits schématisés ci-dessous. Le circuit comprend un générateur de tension continue. Anne doit réaliser le circuit schématisé ci-dessous qui comprend un générateur de tension alternative dont les bornes changent alternativement de signe. Les DEL clignotent. Groupe Collège 2009-2010 Académie de Créteil Page 8
