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Classe : 5ème
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Devoir maison : Le circuit électrique en boucle simple
Orthographe et présentation :
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Exercice 1 : Quelques questions de cours
1. Pourquoi schématise-t-on les circuits électriques ?
2. Vrai ou faux, corrige lorsque c’est faux.
a. Un circuit électrique comporte toujours un générateur.
b. Un dipôle n'est pas constitué de deux pôles.
c. Un courant électrique ne peut pas circuler si le circuit est fermé.
d. Un interrupteur fermé permet le passage du courant électrique contrairement à un interrupteur
ouvert.
3. Explique simplement quel est le rôle du générateur dans un circuit électrique.
4. Donne la définition d'un isolant.
5. Fais le schéma du dipôle : (sur cette feuille)
lampe
moteur
diode
DEL
résistance
pile
générateur
Interrupteur
ouvert
Interrupteur
fermé
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Exercice 2 : Etude de circuits électriques
Pour chaque montage, répond aux questions ci-dessous.
1. Quels sont les dipôles utilisés dans ce montage ?
2. L’interrupteur est-il ouvert ou fermé ?
3. La (ou les) lampe(s) brille(nt)-t-elle(s) ?
(Justifie ta réponse).
4. Indiquer le nombre de fils utilisés.
Montage 1
+ -
Montage 2
M
+
M
Exercice 3 : Le fusible
1. Schématiser un circuit qui comporte un générateur en court-circuit.
Les appareils électroniques de mesure sont protégés par des coupe-circuits appelés des fusibles. Ils sont
utilisés pour éviter que des courants trop intenses n'endommagent les appareils.
2. Que se passe-t-il si un courant trop intense traverse
un fusible ?
3. Quel est le fusible de la photo qui a été traversé par
un courant trop fort ? Pourquoi ?
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Exercice 4 : La lampe à incandescence
Depuis la fin du XVIIIème siècle, on sait qu'une décharge électrique dans un fil
conducteur le fait chauffer, le rend incandescent, et peut même le faire fondre !
Peu après l'invention de la pile électrique par l'italien Volta (1800), l'Anglais
Davy, en 1802, produit de la lumière en faisant passer du courant dans des rubans
de platine, ou des tiges de carbone. Mais, à chaque fois, le matériau s'enflamme
assez vite.
De nombreux savants s'emploient ensuite à enfermer le filament dans une
Thomas Edison
ampoule de verre vide d'air, pour éviter qu'il ne puisse s'enflammer.
Mais les pompes à vide ne sont pas alors très puissantes, et le projet n'aboutira que dans les années 1870.
Différents matériaux sont essayés pour faire le filament, comme le platine ou le carbone. La concurrence
entre les inventeurs est rude, et deux d'entre eux, l'Américain Edison et l'Anglais Swan, vont parvenir à
peu près en même temps à fabriquer une lampe commercialisable. C'est cependant Edison qui l'emporte
de peu, en 1880. Il utilise un filament en bambou carbonisé, et sa lampe a une durée de vie de 40 heures.
À puissance électrique égale, elle est 7 fois moins lumineuse que les lampes actuelles !
En 1880, Edison équipe le paquebot Columbia d'un éclairage électrique, ce qui lui assure une énorme
publicité. Il conquiert ensuite l'Europe à l'occasion de l'Exposition sur l'électricité de Paris, en 1880. Il
lance cette même année une grande usine pour la production industrielle.
Par la suite, diverses recherches sont menées par d'autres inventeurs pour améliorer le filament: plus
celui-ci résiste à une haute température, plus on peut le faire chauffer et donc émettre plus de lumière. En
1908, on trouve un procédé qui permet d'utiliser le tungstène, qui est le métal dont la température de
fusion est la plus élevée. Quand l'ampoule fonctionne, le filament est à plus de 2500°C !
Enfin, on s'aperçoit que la durée de vie du filament est plus grande si dans l'ampoule, au lieu de faire
simplement le vide, on place un gaz “ inerte ”, comme l'azote, l'argon, ou mieux le krypton aujourd'hui
utilisé.
Jean Jandaly : Histoire de physique et de chimie (crdp de Rouen)
Questions:
1.
2.
3.
4.
5.
Quel est le matériau utilisé par Edison pour réaliser le filament ?
Quel est le matériau actuellement utilisé ? Pourquoi ?
Quelle est la température du filament lorsque l'ampoule fonctionne ?
Quel est l'intérêt de placer un gaz inerte dans l'ampoule ?
Donner la définition de l'adjectif incandescent.
Question bonus :
6. Pourquoi Edison a-t-il choisi un paquebot de croisière pour y installer l’électricité ?