# La résistance et la résistance variable

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```Module 4
L’&eacute;lectricit&eacute;
1
L’&eacute;lectricit&eacute;
&Eacute;nergie : la capacit&eacute; de faire un travail (comme faire un mouvement ou
rel&acirc;cher de la chaleur). L’unit&eacute; de mesure est le Joule (J).
Sortes d’&eacute;nergies
&Eacute;nergie lumineuse : ___________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
&Eacute;nergie Nucl&eacute;aire : ____________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
&Eacute;nergie Potentielle Gravitationnelle : ___________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
&Eacute;nergie Cin&eacute;tique : ____________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
&Eacute;nergie Thermique : ___________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
&Eacute;nergie Chimique : ____________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
2
&Eacute;nergie Sonore : _______________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
&Eacute;nergie &eacute;lectrique : ____________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
Utilisez la figure 4.51, page 332 et d&eacute;crivez les transformations de
l’&eacute;nergie qui se passent lorsqu’on allume une lumi&egrave;re, en commen&ccedil;ant
avant la centrale de charbon.
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
3
L’&eacute;lectricit&eacute; statique
Benjamin Franklin : La premi&egrave;re personne &agrave; utiliser les termes &laquo; positif &raquo;
et &laquo; n&eacute;gatif &raquo; pour d&eacute;crire des objets qui sont charg&eacute;s. &Agrave; l’&eacute;poque, il ne
savait pas qu’il existait des protons et des &eacute;lectrons mais, il savait que
des objets pouvaient avoir des charges oppos&eacute;es.
&Eacute;lectricit&eacute; Statique : _________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
Le mot &laquo; statique &raquo; veut dire &laquo; ne bouge pas &raquo;. En r&eacute;alit&eacute; les charges
&eacute;lectriques peuvent se d&eacute;placer. Pour cette raison, certaines personnes
pr&eacute;f&egrave;rent utilis&eacute; le terme &laquo; charges non &eacute;quilibr&eacute;es &raquo; pour d&eacute;crire des
objets charg&eacute;s.
Lois des charges :
1. Des charges de signes semblables se
repoussent.
2. Des charges de signes oppos&eacute;s s’attirent.
3. Les objets charg&eacute;s attirent les objets
neutres (sans charge)
4
Les Conducteurs : _____________________________________________________
________________________________________________________________________







Aluminium
Cuivre
L’or
Le nickel
La platine
L’argent
Le tungst&egrave;ne
Les Isolants : __________________________________________________________
________________________________________________________________________







Coton
Verre
Papier
Plastique
Porcelaine
Caoutchouc
L’eau pure
Semi-conducteur : _____________________________________________________
________________________________________________________________________
Supraconducteur : ____________________________________________________
________________________________________________________________________
5
Un &Eacute;lectroscope : _____________________________________________________
________________________________________________________________________
Une machine Van de Graaff :
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
Devoir : Explique avec un sch&eacute;ma la foudre et le
fonctionnement d’un paratonnerre.
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
6
L’&eacute;lectricit&eacute; Dynamique : les &eacute;lectrons bougent!
Circuit : un canal/chemin continu dans lequel les charges peuvent se d&eacute;placer.
Les circuits se composent des quatre &eacute;l&eacute;ments de base suivant :
1. Une source d’&eacute;nergie : comme une pile
2. Un conducteur : le fil dans lequel le courant circule
3. Une charge/r&eacute;sistance : des dispositifs, int&eacute;gr&eacute;s au circuit, qui
convertissent l’&eacute;nergie &eacute;lectrique en d’autre forme d’&eacute;nergie
4. Une commande : un interrupteur o&ugrave; tout autre dispositif capable de
mettre sous tension ou hors tension le circuit
Symboles de Circuits
Qu’est-ce que c’est?
Un fil conducteur
Une pile + / Une batterie
Une ampoule
Un interrupteur
Une r&eacute;sistance
Un Ohmm&egrave;tre
Un Amp&egrave;rem&egrave;tre et
Galvanom&egrave;tre
Un voltm&egrave;tre
Un Moteur
7
Symbole
Pile : __________________________________________________________________
Batterie : _____________________________________________________________
Interrupteur : _________________________________________________________
R&eacute;sistance/charge : __________________________________________________
R&egrave;gles pour dessiner un circuit :



Les circuits ce dessine en forme de rectangle ou carr&eacute;
Les fils conducteurs sont en ligne droite et courbe en angle droit
(90 degr&eacute;s)
Les fils conducteurs ne devraient pas se croiser si possible
Fait et dessine le circuit suivant et indique le sens du courant
&eacute;lectrique.
 Une batterie de 3 piles
 Un circuit dans lequel il y a une ampoule et un moteur. Le moteur
et l’ampoule peuvent &ecirc;tre contr&ocirc;l&eacute; (allum&eacute; ou &eacute;teint) sans affect&eacute;
l’autre.
 Dans le circuit que tu dessines, seulement le moteur est allum&eacute;.
8
L’&eacute;lectricit&eacute; dynamique (bouge)
Terminologie
Explication
Analogie: Route et voitures
Courant
Voltage
Diff&eacute;rence de
Potentiel
Tension
*attention
R&eacute;sistance
9
L’eau et une rivi&egrave;re
L’&eacute;lectricit&eacute; dynamique
Le courant (I) : ________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
La diff&eacute;rence de potentiel/Tension/Voltage (V) : _____________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
La r&eacute;sistance (R) : ____________________________________________________
________________________________________________________________________
10
2 Types de Circuits
Circuit en S&eacute;rie : _____________________________________________________
________________________________________________________________________
Tension : Le voltage ___________________________
entre toutes les composantes
(ampoules/charges).
Courant : Toutes les composantes
_____________________________ courant.
Si une charge brise, les autres charges
_________________________________.
Plus qu’il y a de d’ampoules, ___________________
qu’elles brillent.
Parall&egrave;le : _____________________________________________________________
________________________________________________________________________
Tension : Le voltage
________________________ entre toutes les
composantes (ampoules/charges).
Courant : Toutes les composantes
_____________________________ courant.
Si une charge brise, les autres charges
_________________________________________.
Plus qu’il y a de d’ampoules, elles brillent
_________________________.
11
La Loi de Ohm
Il y existe un rapport entre le courant, la tension et la r&eacute;sistance :
R ()= __V_(V)_
I(a)
R&eacute;sistance = Tension
Courant
&Eacute;tapes de
r&eacute;solution
Quelle est la r&eacute;sistance d’un radiateur
&eacute;lectrique si un courant de 12.5 A y
circule lorsqu’il est branch&eacute; &agrave; une prise
murale de 120V?
Quel est le courant total du circuit cidessus?
Information
donn&eacute;e
Qu’est-ce qu’on
cherche?
Quelle formule
allons-nous
utiliser?
Calculs
R&eacute;ponse
(Page 282 Questions 1 &agrave; 4)
12
La r&eacute;sistance et la r&eacute;sistance variable
Lecture de la r&eacute;sistance (279-283)

Un fil de ___________________ offre 400 fois plus de r&eacute;sistance qu’un fil de
___________________

Lorsque l’&eacute;nergie &eacute;lectrique passe &agrave; travers une r&eacute;sistance, il est converti
en une autre forme _______________(lumineuse, chaleur, etc.)

Plus un fil est long, ____________ qu’il y aura de r&eacute;sistance.

Plus un fil est large, ____________ qu’il y aura de r&eacute;sistance.

Plus la temp&eacute;rature augmente, _______________ qu’il y a de r&eacute;sistance.

Un bon conducteur offre ___________________ de r&eacute;sistance.

Le symbole de la r&eacute;sistance est : ___________________.

Dans les composants &eacute;lectroniques, les r&eacute;sistances sont utilis&eacute;es pour
contr&ocirc;ler le __________________ et la __________________.
13
Table : Les facteurs d’un fil &eacute;lectrique qui influence la r&eacute;sistance &agrave;
l’int&eacute;rieur du fil.
Facteurs
Effet sur la r&eacute;sistance
Longueur
Superficie de la
section
transversale
Temp&eacute;rature
Composition
(mati&egrave;re utilis&eacute;e)
R&eacute;sistances Variables
R&eacute;sistance Variable : une r&eacute;sistance qui n’a pas de valeur fixe.
La
valeur de la r&eacute;sistance peut changer selon : la temp&eacute;rature, la lumi&egrave;re, la
tension, ou d’autres facteurs.
Utilit&eacute; :


Contr&ocirc;le de vitesse d’un
moteur

Contr&ocirc;le du volume

R&eacute;gulateurs de
temp&eacute;ratures des
r&eacute;frig&eacute;rateurs et cuisini&egrave;res
14
Les Piles &Eacute;lectrochimiques de Alessandro Volta
&Eacute;lectrodes : morceau de m&eacute;tal
Anode : &eacute;lectrode qui deviendra charg&eacute; n&eacute;gativement en attirant
des anions de la solution parce qu’il est positif. Le surplus d’&eacute;lectrons
vont passer dans le fil conducteur vers le cathode.
Cathode : &eacute;lectrode qui deviendra charg&eacute; positivement parce qu’il
est n&eacute;gatif il attire des cations en solution. Les &eacute;lectrons sont attir&eacute;s
vers le cathode.
&Eacute;lectrolyte : substance liquide ou p&acirc;teuse dans laquelle les &eacute;lectrodes
sont plac&eacute;e.
Pile S&egrave;che : &eacute;lectrolyte est une p&acirc;te (Comme une pile Energizer)
Pile Liquide : &eacute;lectrolyte est un liquide (Comme une pile de plomb
d’une voiture)
Conditions Importantes pour faire une pile &eacute;lectrochimique :

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________
Pile Primaire : _________________________________________________________
Pile Secondaire : _______________________________________________________
15
L’&eacute;lectricit&eacute; et le magn&eacute;tisme
Est-ce qu’il il a un lien entre l’&eacute;lectricit&eacute; et le magn&eacute;tisme?
Christian Oersted a d&eacute;couvert que, OUI, les deux sont reli&eacute;s.
Hans
Comment un courant &eacute;lectrique influence un
compas? Pourquoi? _________________________
___________________________________________
___________________________________________
Qu’est-ce qu’un &eacute;lectro-aimant?
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
Michael Faraday et Joseph Henry: Si un champ magn&eacute;tique est cr&eacute;er
avec un courant &eacute;lectrique!
Est-ce qu’un courant &eacute;lectrique peut &ecirc;tre
cr&eacute;er avec champ magn&eacute;tique?
Une G&eacute;n&eacute;ratrice
_______________________________
_______________________________
_______________________________
_______________________________
_______________________________
_______________________________
_______________________________
16
G&eacute;n&eacute;ratrices et Moteurs
G&eacute;n&eacute;rateur : un appareil qui converti de l’&eacute;nergie m&eacute;canique en &eacute;nergie
&eacute;lectrique. Une g&eacute;n&eacute;ratrice fonctionne gr&acirc;ce &agrave; la d&eacute;couverte de la
relation entre l’&eacute;lectricit&eacute; et le magn&eacute;tisme.
Moteur : un appareil qui converti de l’&eacute;nergie &eacute;lectrique en &eacute;nergie
m&eacute;canique.
Courant Alternatif : ___________________________________________________
________________________________________________________________________
Courant Continue : ___________________________________________________
________________________________________________________________________
G&eacute;n&eacute;ratrice &agrave; Courant Continue (Dynamos) et Moteur &agrave; Courant
Continue
Parties Importantes
Balais :
(conducteur)
transf&egrave;re
l’&eacute;lectricit&eacute; de la source d’&eacute;nergie au
commutateur.
Commutateur :
(interrupteur)
transf&egrave;re l’&eacute;lectricit&eacute; des balais &agrave;
l’induit, ce qui transforme celui-ci en
&eacute;lectro-aimant.
Induit :
re&ccedil;oit
(&eacute;lectro-aimant)
de
l’&eacute;nergie
commutateur
charg&eacute;
et
un
n&eacute;gativement
L’induit
&eacute;lectrique
du
c&ocirc;t&eacute;
devient
et
l’autre
positivement.
Aimants
Permanentes :
Elles
repoussent et attirent les extr&eacute;mit&eacute;s
de l’induit en le tournant.
Les forces d’attraction et de r&eacute;pulsion
entrainent la rotation de l’induit.
17
G&eacute;n&eacute;ratrices &agrave; Courant Alternatif et Moteurs &agrave; Courant Alternatif
Parties Importantes
Rotor : une bobine rotative fait d’un anneau de fils conducteur non
magn&eacute;tique
Stator : la composante qui entoure le rotor, (c’est un aimant)
18
La Puissance (Power)
Puissance (P) : La puissance est l’&eacute;nergie donn&eacute;e par unit&eacute; de temps
mesur&eacute;e en Watts (W).
Puissance (W)
P
&Eacute;tapes de
r&eacute;solution
= Tension (V) x Courant (I)
= VI
Un courant de 13.6 A passe &agrave; travers
une plaque chauffante aliment&eacute;e par
une prise murale de 110V. Quelle est
la puissance de la plaque chauffante?
Information
donn&eacute;e
Qu’est-ce qu’on
cherche?
Quelle formule
allons-nous
utiliser?
Calculs
R&eacute;ponse
19
Une ampoule de 80W utilise 120V pour
fonctionner. Quel est le courant qui passe
dans l’ampoule?
L’&Eacute;nergie
L’&eacute;nergie &agrave; l’entr&eacute;: L'&eacute;nergie &eacute;lectrique consomm&eacute;e par un appareil est
&eacute;gale au &agrave; puissance consomm&eacute;e par la dur&eacute;e de son fonctionnement.
Ceci est l’&eacute;nergie consomm&eacute;e ou donn&eacute;e &agrave; l’appareil.
L’&eacute;nergie utile (sorti) : L’&eacute;nergie &eacute;lectrique qui est vraiment transform&eacute;
par l’appareil pour accomplir sa tache. On ne compte pas les pertes de
chaleurs, la friction, etc.
&Eacute;nergie (J) = Puissance (W) x temps (secondes)
E = Pt
&Eacute;tapes de
r&eacute;solution
Une ampoule de 60W est allum&eacute;e
pendant 5h. Quelle quantit&eacute; d’&eacute;nergie
est utilis&eacute;e pendant que l’ampoule
fonctionne?
Information
donn&eacute;e
Qu’est-ce qu’on
cherche?
Quelle formule
allons-nous
utiliser?
Calculs
R&eacute;ponse
20
12 000 J d’&eacute;nergie est consomm&eacute;e pour
faire fonctionner un grille-pain pour
2minutes. Quelle est la puissance du
grille-pain?
Le Rendement %
Aucun appareil &eacute;lectrique n’est capable de transformer toute l’&eacute;nergie
&eacute;lectrique qu’il absorbe en &eacute;nergie utile reli&eacute;e &agrave; sa fonction. Par exemple,
une ampoule ne peut pas convertir toute l’&eacute;nergie &eacute;lectrique qu’elle re&ccedil;oit
en lumi&egrave;re. Une certaine quantit&eacute; est perdue sous forme de chaleur
aussi.
On peut calculer l’efficacit&eacute; des appareils &eacute;lectriques. Ceci s’appelle le
rendement.
Rendement = &eacute;nergie utile &agrave; la sortie x 100%
&eacute;nergie totale &agrave; l’entr&eacute;e
&Eacute;tapes de
r&eacute;solution
Il faut donner 145 000J d’&eacute;nergie &agrave; un
four pour le faire chauffer. 80 000J de
l’&eacute;nergie est utilis&eacute; pour chauffer le
four. Quel est le rendement du four?
Une bouilloire &eacute;lectrique de 100- watts
prend quatre minutes pour que l’eau
bouille.
Si l’&eacute;nergie n&eacute;cessaire pour
chauffer l’eau est de 196 000 J, quel est le
rendement de la bouilloire?
Information
donn&eacute;e
Qu’est-ce qu’on
cherche?
Quelle formule
allons-nous
utiliser?
Calculs
R&eacute;ponse
Pratique : Page 329 (Questions 1 &agrave; 3)
21
Le chemin de l’&eacute;lectricit&eacute; : de sa cr&eacute;ation &agrave; ta maison
22
&Eacute;valuer les diff&eacute;rentes m&eacute;thodes pour produire l’&eacute;lectricit&eacute;
Type
Sch&eacute;ma
Avantages
&Eacute;nergie Solaire
&Eacute;nergie
G&eacute;othermique
Les
combustibles
fossiles : le
charbon, le gaz
naturelle
23
D&eacute;savantages
Type
Sch&eacute;ma
Avantages
&Eacute;nergie
Nucl&eacute;aire
&Eacute;olienne
Les barrages
hydro&eacute;lectriques
24
D&eacute;savantages
Type
Sch&eacute;ma
Avantages
Mar&eacute;e Motrice
Biomasse
Hydog&egrave;ne
25
D&eacute;savantages
Nom
Transf&egrave;re
d’&eacute;nergie
Fonctionnement et utilit&eacute;
Apparence/ sch&eacute;ma
Transf&egrave;re
Fonctionnement et utilit&eacute;
Apparence/ sch&eacute;ma
Thermocouple
G&eacute;n&eacute;ratrice
Thermo&eacute;lectrique
(Thermopile)
Effet Seebeck
Cristal
Pi&eacute;zo&eacute;lectrique
Nom
26
d’&eacute;nergie
Diode
&eacute;lectroluminescente
Poisson
&eacute;lectrog&egrave;ne
27
28
```