Corrigé du prétest

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Pré-test A
SCP 4011
Corrigé
1)
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
Nichrome : Fabrication d’éléments chauffants.
Aluminium : Fabrication de fils électriques.
Céramique : Fabrication des supraconducteurs.
Cuivre : Fabrication de fils électriques.
Silicium : Fabrication des diodes, transistors…Semi-conducteurs
Tungstène : Fabrication des ampoules incandescentes.
Plastique : Fabrication des isolants pour fils électriques.
Germanium : Voir Silicium
2)
Gilbert
Électricité
statique
Franklin
Coulomb
Électricité dans Force de répulsion
les orages
entre les charges
semblables
Maxwell
Bell
Théorie de
Téléphone
l’électromagnétisme
Édison
Phonographe
Oersted
Faraday
Lien entre
Induction
électricité et électromagnétique
magnétisme
Hertz 
Ondes radio
Marconi
La radio
3) Savoir ce qui se passera dans les ampoules revient à chercher par quel
courant elles sont parcourues. Pour cela, on doit connaître la résistance des
ampoules.
Calcul de la résistance des ampoules
P
12W
 5,33
P  RI2  R  2 
I (1,5A) 2
Calcul du courant dans chacune des ampoules
Ampoule no 1
U  RI  I 
Ampoule no 2
U
6V

 1,13A
R 5,33
I
U
9V

 1,69A
R 5,33
Comme le courant dans la première ampoule est plus petit que le courant
maximal, celle-ci n’éclairera pas à son maximum. Pour la deuxième ampoule
le courant est plus grand que le courant maximum, celle-là grillera.
Charles Tardif
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Pré-test A
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Corrigé
(a) A avec 1 et B avec 2.
4)
(b) Comme le voltmètre se branche en parallèle, il doit avoir une très
grande résistance sinon le courant dériverait par lui et la résistance ne
serait plus traversée par le même courant et ne produirait plus la même
chute de tension. (La présence du voltmètre ne doit pas influencer les
paramètres du circuit : courant et tension.)
Comme l’ampèremètre se branche en série, il doit avoir une très
petite résistance sinon le courant serait modifié par sa résistance.
(La présence de l’ampèremètre ne doit pas influencer les paramètres du
circuit : courtant et tension.)
5)
(a) Ohmmètre ou voltmètre.
(b) Ampèremètre.
(c) Ohmmètre
(d) Volt.
(e) L’électron.
6) Lorsque l’on compare les deux situations, on note une chute de tension
dans la pile au cours de la deuxième situation. On sait qu’une chute de
tension est créée lorsqu’un courant traverse une résistance or il y a
justement un courant qui traverse la pile dans la deuxième situation. On en
conclut donc que la pile a une résistance interne.
I= ?
7)
(a) Représentation du circuit :
ε = 6V
P = 2,4 W
La question se rapporte au temps et à la quantité de charges cela nous
réfère à la formule Q =I t. Or, pour connaître le temps, il nous faut
connaître le courant (I) et la quantité de charges (Q) disponibles. Pour
calculer le courant, on peut utiliser l’équation P = U I , puisque la lampe
dissipe une puissance connue (2,4W) et provoque une chute de tension
connue (U = 6V) soit la même que la force électromotrice.
Calcul du courant : P  UI  I 
Calcul du temps : Q  I t  t 
P 2,4W

 0,4A
U
6V
Q 1,6A - h

 4h
I
0,4A
rép. : La randonnée pourrait durée 4 heures.
Charles Tardif
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Pré-test A
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(b) On cherche Q la quantité de charges, on sait que
Q  I t  0,4A x 55 min x 60 s  1320 C
1min
1h
Q  I t  0,4A x 55 min x
 0,37 A - h
ou
60 min
rép. : 1320 C ou 0,37 A-h.
8) L’énergie fournie par le frottement permet à des électrons de quitter l’un des
deux objets pour aller sur l’autre. L’un d’eux devient chargé positivement et
l’autre négativement. Il y a transfert d’électrons d’un objet à l’autre.
9) Le phénomène en question s’appelle l’induction électrique. Disons que la
règle est chargée négativement, en s’approchant des bouts de papiers,
elle repousse les électrons de la surface du papier vers l’intérieur du papier;
la surface devient ainsi chargée positivement et est attirée par la règle.
10)
(a) Le courant est identique dans la paire R2-R4 car elles font parties de la
même branche du circuit. Il en est de même pour la paire R1-R5.
(b) Même réponse que (a).
(c) La chute de tension est identique dans la paire R2-R4 car elles sont
traversées par le même courant et ont la même résistance; elles
provoquent donc la même chute de tension. Il en est de même pour la
paire R1-R5.
(d) Il est certain que les résistors R2 et R4 ne provoqueront pas la même
chute de tension car elles ont des résistances différentes et elles sont
traversées par le même courant (U=RI). Il en est de même pour la paire
R1-R5. Cependant R1 et R3 pourrait provoquer la même ddp, il suffirait
que la résistance équivalente de la portion du circuit en triangle R2-3-4
soit égale à R1. Faites le calcul avec les valeurs suivantes R1= 2Ω,
R2= 1Ω, R3= 4Ω, R4= 3Ω , R5= 5Ω et ε = 12 V.
Charles Tardif
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Pré-test A
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11)
(a) On cherche R3 . Comme c’est un circuit en parallèle, on peut écrire :
1
1
1
1
1

-( 

) dans cette
R 3 R éq R 1 R 2 R 4
équation R1 ,R2 et R4 sont connues et Réq s’obtient ainsi :
1
1
1
1
1
 


Réq R 1 R 2 R 3 R 4
R éq 

ε 15V

 10 , on calcule ensuite R3 :
I tot 1,5A
1
1  1
1
1 
24  3
5
6  24 14
10
1
 - 
  
-





R 3 10  80 48 40  240  240 240 240  240 240 240 24
rép. : R3 = 24.
(b) On sait que  = Réq I or comme on a un circuit en série, on peut écrire :
Réq = R1 + R2 + R3 + R4 + R5 = 8 + 8 + 9 +10 + 5 = 40
 = Réq I = 40 x 0,5A = 20V
rép. :  = 20V
12)
(a) Les prises dans nos vieilles cuisines n’ont pas été conçues pour fournir
autant de courant. Ceci peut entraîner une surcharge de courant, brûler
un fusible et aller jusqu’à provoquer un incendie.
(b) Les nouvelles prises ont deux circuits indépendants pouvant fournir
chacun 15A.
13) La puissance dissipée sera 4 fois plus grande car elle est proportionnelle au
carré du courant P = R I2.
Explication : Si le courant est 2 fois plus grand, le courant au carré( I2 ) sera 4
fois plus grand (22 = 4) et R I2 sera aussi 4 fois plus grand.
Charles Tardif
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Pré-test A
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Corrigé
14) On devra les rapprocher de 3 cm.
Explication : Pour que la force soit 16 fois plus grande, il faut que la distance
soit 4 fois plus petite(¼ ) car la force est proportionnelle à l’inverse de la
distance au carré (l’inverse de ¼ c’est 4 et au carré c’est 16). La distance
devient donc 1cm et pour passer de 4cm à 1cm il faut les rapprocher de 3cm.
15)
16) L’électroaimant est constitué d’un noyau de fer mou entouré de plusieurs
tours d’un fil électrique parcouru par un courant. Pour augmenter sa force, on
peut soit augmenter le nombre de tours ou le courant qui traverse le fil
électrique.
17)
(a) Les lignes de force du champ magnétique vont du nord au sud.
(b) Deux aimants se repoussent lorsque leurs pôles semblables se font
face.
(c) La génératrice convertit l’énergie mécanique en énergie électrique.
(d) Le stator c’est la partie fixe du moteur électrique.
18) Dans un dévolteur la tension diminue et le courant augmente. Le
courant à la sortie est donc plus grand qu’à l’entrée et la tension à la sortie
est plus petite qu’à l’entrée.
Charles Tardif
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