Les circuits électriques simples
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Les circuits électriques simples Un circuit électrique est un chemin fermé dans lequel des électrons circulent depuis et vers une source d’énergie. (L’électricité ____________________ est l’étude du voyage des électrons à l’intérieur d’un conducteur qui forme un circuit.) LOW VOLT AGE POWE R SUPPLY AC ON V OLTA GE A DJU ST O FF - DC VOLTMÈTRE + 0- 6 V 5A M A X. AMPÈREMÈTRE 1) Explique la fonction de chaque parties d’un circuit électrique simple Parties Coulomb (charge) Pile (ou source) Conducteurs (fils) Interrupteur Isolant Ampèremètre Voltmètre Ampoule Fonctions 2) Pour connecter un _______________________ à un circuit, il faut insérer dans le mètre dans le circuit. 3) Pour connecter un _______________________ à un circuit, il faut insérer le mètre en dehors du circuit. 4) C’est quoi un circuit? 5) Remplis le tableau suivant: Type de mètre Quantité physique mesuré Unité de mesure Relation de l’unité de mesure Ampèremètre Voltmètre 6) Une ampoule, un moteur, une chaufferette, une radio sont tous des ___________________________. 7) C’est quoi une résistance? 8) Qu’est-ce que notre modèle prédit au sujet de l’interrupteur? 9) C’est quoi un courant? 10) Décris l’intensité du courant dans le circuit. 11) Dans quelle direction circulent les Coulombs (le flux d’électrons)? 12) Qu’est-ce que notre modèle prédit au sujet au montant des volts à la source d’énergie à comparer à au montant de volts à l’ampoule. 13) C’est quoi un court-circuit? 14) Qu’est-ce que notre modèle prédit au sujet d’un court-circuit? Schéma de circuits On peut toujours décrire un circuit avec des mots, mais il est plus pratique tracer un schéma du circuit. De plus, un schéma représente, à l’aide de symboles standards, les composants d’un circuit électrique et leurs connexions. 1) Complète le tableau suivant: Symboles - Composants de circuit + A V 2) Transforme ce dessin en schéma de circuit. Il ne faut oublier que les conducteurs sont représentés par des lignes verticales et des lignes horizontales. LOW VOLT AGE POWE R SUPPLY AC ON O FF V OLTA GE A DJU ST - DC VOLTMÈTRE + 0- 6 V 5A M A X. AMPÈREMÈTRE Trace le schéma du circuit représenté dans le tableau ci-dessous : Photo d’un circuit simple Schéma de circuit L OW VOL T AGE P OW E R S UP P L Y AC ON VOLTAGE ADJ UST OFF - DC VOLTMETER + 0-6V 5A MAX. AMMETER L OW VOL T AGE P OW E R S UP P L Y AC ON VOLTAGE ADJ UST OFF - DC VOLTMETER + 0-6V 5A MAX. AMMETER AMMETER LOW VOLTAGE P OW ER S UP P LY AC ON VOLTAGE ADJ UST OFF - DC VOLTMETER + 0 -6 V 5 A M AX. AMMETER LOW VOLTAGE P OWER S UP P LY AC ON OFF VOLTAGE ADJ UST - DC VOLTMETER + 0 -6 V 5 A M AX. L OW VOL T AGE P OW E R S UP P L Y AC ON VOLTAGE ADJ US T OFF - DC + 0-6V 5A MAX. VOLTMETER Devoirs: p. 454 # 1, 2, 8 p. 461 # 5 AMMETER Les circuits électriques simples Un circuit électrique est un chemin fermé dans lequel des électrons circulent depuis et vers une source d’énergie. (L’électricité dynamique est l’étude du voyage des électrons à l’intérieur d’un conducteur qui forme un circuit.) LOW VOLT AGE POWE R SUPPLY AC ON V OLTA GE A DJU ST O FF - DC VOLTMÈTRE + 0- 6 V 5A M A X. AMPÈREMÈTRE 1) Explique la fonction de chaque parties d’un circuit électrique simple Parties Fonctions Coulomb (charge) Un Coulomb est un grand montant d’électrons qui circulent dans un conducteur. (6,25 x 1018 électrons) Pile (ou source) Une pile donne aux Coulombs de l’énergie en augmentant le voltage. Il faut brancher la borne positive à la borne négative. Conducteurs (fils) Le conducteur laisse passer les Coulombs sans changer leur énergie. Interrupteur L’interrupteur est un appareil qui ouvre ou ferme le circuit auquel il est branché. Il laisse passer les Coulombs. Isolant Un isolant ne laisse pas passer les Coulombs Ampèremètre Un ampèremètre compte le montant de Coulombs qui passé à un certain point dans le circuit dans une seconde. Ceci est l’intensité de courant. Voltmètre The voltmètre mesure le montant d’énergie perdu en passant à travers une ampoule et le montant d’énergie gagné en passant une pile. Ceci est le potentiel d’énergie Ampoule L’ampoule transforme l’énergie électrique dans les Coulombs en chaleur (énergie thermique) et en lumière (énergie lumineuse). 2) Pour connecter un ampèremètre à un circuit, il faut insérer dans le mètre dans le circuit. 3) Pour connecter un voltmètre à un circuit, il faut insérer le mètre en dehors du circuit. 4) C’est quoi un circuit? Un circuit est un trajet que prennent les électrons 5) Remplis le tableau suivant: Type de mètre Quantité physique mesuré Unité de mesure Relation de l’unité de mesure Ampèremètre Intensité de courant ou la vitesse du courant (I) Ampère (A) Coulombs (C) Second (t) Potentiel d’énergie (V) Volt (V) Joules (J) Coulombs (C) Voltmètre 6) Une ampoule, un moteur, une chaufferette, une radio sont tous des résistances. 7) C’est quoi une résistance? Une résistance est un appareil qui bloque le courant électrique et convertit l’énergie électrique en d’autres formes d’énergie. 8) Qu’est-ce que notre modèle prédit au sujet de l’interrupteur? Notre modèle prédit qu’on peut placer l’interrupteur à n’importe quel endroit dans le circuit. 9) C’est quoi un courant? Le courant est le nombre de Coulombs qui passent à un certain endroit dans un circuit dans une seconde. (formule de l’intensité du courant : I = Q / t ) 10) Décris l’intensité du courant dans le circuit. Peut importe où, l’intensité du courant est pareil. 11) Dans quelle direction circulent les Coulombs (le flux d’électrons)? Les électrons circulent de la borne négative à la borne positive. 12) Qu’est-ce que notre modèle prédit au sujet au montant des volts à la source d’énergie à comparer à au montant de volts à l’ampoule. Notre modèle prédit que le montant de volts à la source d’énergie est pareil au montant de volts à l’ampoule. 13) C’est quoi un court-circuit? Un court-circuit est un trajet sans résistance et plus facile pour les Coulombs à circuler. Ce trajet est parfois plus long mais elle est plus facile. 14) Qu’est-ce que notre modèle prédit au sujet d’un court-circuit? Notre modèle prédit que les Coulombs circuleront très rapidement. Ce mouvement rapide, chauffera le fil électrique. Schéma de circuits On peut toujours décrire un circuit avec des mots, mais il est plus pratique tracer un schéma du circuit. De plus, un schéma représente, à l’aide de symboles standards, les composants d’un circuit électrique et leurs connexions. 1) Complète le tableau suivant: (voir p. 457) Symboles - Composants de circuit + pile ou source d’énergie interrupteur ampoule fusible résistance A ampèremètre V voltmètre 2) Transforme ce dessin en schéma de circuit. Il ne faut oublier que les conducteurs sont représentés par des lignes verticales et des lignes horizontales. LOW VOLT AGE POWE R SUPPLY AC ON O FF V OLTA GE A DJU ST - DC VOLTMÈTRE + 0- 6 V 5A M A X. AMPÈREMÈTRE Trace le schéma du circuit représenté dans le tableau ci-dessous : Photo d’un circuit simple Schéma de circuit L OW VOL T AGE P OW E R S UP P L Y AC ON VOLTAGE ADJ UST OFF - DC V VOLTMETER + 0-6V 5A MAX. A AMMETER L OW VOL T AGE P OW E R S UP P L Y AC ON VOLTAGE ADJ UST OFF - DC V VOLTMETER + 0-6V 5A MAX. A AMMETER A AMMETER LOW VOLTAGE P OW ER S UP P LY V AC ON VOLTAGE ADJ UST OFF - DC VOLTMETER + 0 -6 V 5 A M AX. A AMMETER LOW VOLTAGE P OWER S UP P LY V AC ON OFF VOLTAGE ADJ UST - DC VOLTMETER + 0 -6 V 5 A M AX. L OW VOL T AGE P OW E R S UP P L Y AC ON VOLTAGE ADJ US T OFF - DC V + 0-6V 5A MAX. VOLTMETER Devoirs: p. 454 # 1, 2, 8 p. 461 # 5 AMMETER A Schematic Circuit Diagram REALITY CHECK - Wiring Real Circuits (notes de l’enseignante) Models and theories are useful in explaining and predicting what happens in real circuits. But they must be checked to ensure they are always useful. Unfortunately wiring real electric circuits from schematics can be difficult. There are a few tricks that will help. Trick #1 Place all the circuit parts in the same relative position that they are in the schematic diagram. This will help you locate where to connect the different meters later. Practice comparing locations on the schematic and real circuits with the pictures below B) A) B) LOW VOLTAGE POWER SUPPLY AC ON OFF VOL T AGE ADJUS T - DC VOLTMETER + 0-6V 5A MAX. D) A) C) C) D) AMMETER 1) Label all the points indicated on the schematic diagram on the circuit picture. C) B) LOW VOLTAGE POWER SUPPLY B) D) C) D) AC ON DC - VOLTAGE ADJUST OFF VOLTMETER + 0-6V5AMAX. A) A) AMMETER 2) Label all the points indicated on the circuit picture on the schematic diagram. Trick #2 ! Trick #3 ! ! Connect the ammeter when connecting the rest of the circuit because it is ”in line” with other circuit parts Connect the voltmeter last. Since the voltmeter is connect “around” other circuit parts leave it until the last If the light bulb does not light when the switch is closed, there are a number of things you should do. Check the bulb to make sure it is screwed in tightly and not burned out Check all connections to see if they are loose by gently shaking them. Sometimes loose connections act like little open switches that you can not see. Présentation d’un circuit simple - Démontre aux élèves comment ils peuvent être un circuit (« Energy Ball ») - Remettre un « Coulomb » à chaque élève. Ils doivent pratiquer à passer les Coulombs. Sans le Coulomb dans une main, les élèves sont positifs. Ils ne peuvent pas avoir plus qu’un coulomb à la fois car ils sont neutres! (If a student acquires 2 electrons, (s)he is showing NEGATIVE behavior. If a student has NO electron, ask if they are sure they have lost it? "You are POSITIVE??") - C’est la pile qui fait avancer les Coulombs. N’oublie pas de discuter de la borne négative et la borne positive. - Démonstration de l’énergie potentielle avec un objet pesant. (Joke (Energy is very valuable so it’s measured in Joules)) - Introduction de l’ampoule. L’ampoule dépense l’énergie en tournant (en émettant de la lumière) (L’ampoule est chaude car elle bouge) - Pratique passer les Coulombs - Introduction de l’ampèremètre (branché en série) – Cette personne compte le montant de Coulomb qui passe à un point. L’enseignante décide la longueur d’une seconde. - Introduction du voltmètre (branché en parallèle) – Cette personne se promène avec son « mètre » de 1 Volt pour mesurer le potentiel d’énergie (Volt = l’énergie que le Coulomb reçoit) - Introduction de l’interrupteur (démontrer la différence entre un circuit ouvert et un circuit fermé). L’interrupteur peut être placé n’importe où dans le circuit. - Démonstration d’un court-circuit (Attention : lâche le fil si c’est inconfortable, lorsque les fils sont connectés à la pile, il y une étincelle)
