Adapter une lampe à un générateur - Hachette

108.
chapitre
8
Peut-on brancher n’importe quelle lampe
à un générateur donné ?
Pour éclairer un monument, il faut savoir choisir les lampes qui conviennent.
Compétences
◗Comprendre ce qu’indiquent les inscriptions sur le culot d’une lampe.
◗Choisir une lampe en fonction du générateur.
◗Choisir une lampe pour un usage déterminé.
Adapter une lampe
à un générateur
Pourtant, elles sont toutes marquées 12 V !
Pourquoi sont-elles alors différentes ?
Tiens, dans la boîte de dépannage
d'une automobile, les lampes des phares,
des feux arrière et des clignotants
sont différentes.
Débat… pour préparer la leçon
B Toutes ces lampes peuvent-elles fonctionner avec
une pile de 4,5 V?
109.
A Que signifient les indications
inscrites sur le culot de cette lampe?
C Pourquoi ces lampes, qui peuvent fonctionner avec la même batterie d’accumulateurs,
sont-elles différentes?

Doc 1 La lampe et le rhéostat sont branchés en série aux bornes du générateur.
chapitre 8 / Adapter une lampe à un générateur 111.110. chapitre 8 / Adapter une lampe à un générateur
Conclusion
1
Intensité et tension nominales
En observant attentivement le culot d’une lampe, tu y vois inscrites une valeur
exprimée en volt (une tension) et une valeur exprimée en ampère (une intensité).
Que signifient ces inscriptions ?
Pour s’entraîner  exercices 2 et 3
➽Les valeurs nominales sont
inscrites sur le culot de la lampe
(Doc. A, page 109).
•Réalise le montage du document 1 comportant un générateur de collège,
un rhéostat et une lampe sur laquelle figure les indications (4 V ; 40 mA).
•Agis sur le rhéostat pour obtenir aux bornes de la lampe une tension
de 4 V, égale à celle inscrite sur son culot.
Quelle est alors l’intensité du courant qui traverse la lampe ?
Compare la valeur de cette intensité à celle inscrite sur le culot.
Expérimente
• Les indications inscrites sur le culot d’une lampe indiquent sa tension
nominale et son intensité nominale.
• Si la tension appliquée aux bornes d’une lampe est égale à la tension
nominale, alors l’intensité qui circule dans la lampe est égale à
l’intensité nominale.
➜La lampe de tension nominale 6 V fonctionne dans les conditions nomi-
nales : elle est adaptée au générateur de tension 6 V (➽).
➜La lampe de tension nominale 12 V, alimentée avec le générateur de
tension 6 V, est en sous-tension.
➜La lampe de tension nominale 4 V, alimentée avec le générateur de
tension 6 V, est en surtension et peut être rapidement détruite.
Observe
Conclusion
2
Adaptation d’une lampe à un générateur
Il existe plusieurs types de lampes. Elles ne peuvent pas être branchées aux bornes
de n’importe quel générateur. Comment choisir convenablement une lampe ?
Pour s’entraîner  exercices 5 et 6
➽Une lampe doit être alimentée par
un générateur qui fournit une tension
proche de la tension nominale
de la lampe (Doc. B, page 109).
•Tu disposes d’un générateur de tension 6 V et
de trois lampes de valeurs nominales : (4 V ; 40 mA),
(6 V ; 50 mA) et (12 V ; 500 mA).
•Réalise le montage ci-contre (Doc. 2) en utilisant
successivement chacune de ces lampes.
•Recopie le tableau ci-dessous, puis note tes
observations et les mesures d’intensité et de tension.
Quelle lampe fonctionne correctement avec
ce générateur ?
Expérimente
• Une lampe est adaptée à un générateur si sa tension nominale est
voisine de la tension délivrée par le générateur. La lampe brille alors
normalement (Doc. 3a).
• Si la tension d’alimentation est supérieure à la tension nominale de
la lampe, celle-ci est en surtension (Doc. 3b).
• Si la tension d’alimentation est inférieure à la tension nominale de
la lampe, celle-ci est en sous-tension (Doc. 3c).
Lampe Tension
(V)
Intensité
(A)
Éclat (fort,
moyen, faible)
(4 V ; 40 mA)
(6 V ; 50 mA)
(12 V ; 500 mA)
➜Lorsque la tension aux bornes de la lampe est voisine de la tension
inscrite sur son culot, l’intensité du courant est proche de l’intensité
également inscrite sur le culot.
➜Les valeurs inscrites sur le culot sont appelées intensité et tension
nominales (➽).
➜Ce sont les valeurs prévues par le constructeur pour le fonctionnement
normal de la lampe.
+-
A
V
Observe et interprète
Doc 2 Montage permettant
de tester différentes lampes.
➜La tension aux bornes de toutes les lampes est de 6 V.
➜La lampe de tension nominale 12 V ne brille pas ou brille faiblement.
➜La lampe de tension nominale 6 V éclaire correctement.
➜La lampe de tension nominale 4 V brille fortement et peut être rapide-
ment détruite.
Interprète
a b c
Doc 3 Une lampe peut être adaptée
à un générateur (a), mais en surtension (b)
ou en sous-tension (c) branchée sur d’autres
générateurs.
+-
A
6 V
V

Mots nouveaux
Adapté
Nominal
Sous-tension
Surtension
(voir le lexique, p. 220)
chapitre 8 / Adapter une lampe à un générateur 113.
Par le texte
• Les indications inscrites sur le culot d’une lampe indiquent la tension
nominale et l’intensité nominale. Ces valeurs correspondent à un
fonctionnement « normal » de la lampe, prévu par le constructeur.
• Une lampe est adaptée à un générateur si sa tension nominale est
voisine de la tension délivrée par le générateur. L’intensité est alors
proche de l’intensité nominale. Elle brille alors normalement.
• L’indication de la tension nominale ne suffit pas dans le choix d’une
lampe. L’intensité nominale permet de choisir entre plusieurs lampes
adaptées à un générateur donné, celle qui correspond à une utilisation
bien particulière.
tension
nominale
intensité
nominale
+
-
mA COM
48
Lampe adaptée
La lampe brille normalement.
La lampe est rapidement détruite.
Lampe en sous-tension
La lampe brille faiblement.
6 V
12 V
500 mA
6 V
50 mA
4 V
40 mA
Lampe en surtension
+
-6 V
+
-6 V
Par l’image
RETIENS L’ESSENTIEL
Observe
Conclusion
La lampe (6 V ; 300 mA) brille davantage que la lampe (6 V ; 50 mA).
Interprète
Parmi plusieurs lampes adaptées à un générateur, l’intensité nominale
permet de choisir celle qui brillera le plus ou qui brillera le moins (➽).
La lampe possédant l’intensité nominale la plus élevée brillera le plus.
3
Rôle de l’intensité nominale
Chez toi, les lampes du séjour, du couloir ou de ta chambre sont différentes. Pourtant,
toutes ces lampes sont adaptées au « secteur » de 230 V. Qu’est-ce qui les différencie ?
Comment les choisir ?
Pour s’entraîner  exercices 7 et 8
➽Les ampoules sont différentes,
car les intensités nominales sont
différentes (Doc. C, page 109).
• L’indication de la tension nominale ne suffit pas dans le choix d’une
lampe.
• Parmi plusieurs lampes adaptées à un même générateur, c’est l’inten-
sité nominale de la lampe qui déterminera son choix selon l’utilisation
souhaitée. En effet, la lampe brille d’autant plus que l’intensité
nominale est grande.
Doc 5 Toutes ces lampes ont une même
tension nominale (230 V) adaptée au
« secteur » d’une habitation, mais elles
ne brilleront pas de la même façon.
112. chapitre 8 / Adapter une lampe à un générateur
Dans une habitation, toutes les lampes ont la même tension nominale : 230 V.
Toutefois, on ne choisit pas les mêmes lampes pour éclairer un séjour, une
chambre ou un couloir (Doc. 5).
•Tu disposes d’un générateur de tension 6 V
et de deux lampes de valeurs nominales :
(6 V ; 50 mA) et (6 V ; 300 mA).
•Réalise le montage ci-contre (Doc. 4)
en utilisant successivement chacune
de ces lampes.
•Recopie le tableau ci-dessous, puis note
tes observations et les mesures d’intensité
et de tension.
Quelle lampe brille davantage ?
Expérimente
Lampe Tension
(V)
Intensité
(A)
Éclat (fort,
moyen,
faible)
(6 V ; 50 mA)
(6 V ; 300 mA) Doc 4 Montage de l’expérience.
+-
A
6 V
V

exercices
Choisir une lampe adaptée
à un générateur
Parmi les lampes proposées, quelles sont celles qui sont
adaptées à un générateur de tension 6 V ? Justifie ta réponse.
Identifier l’état d’une lampe
Une lampe (6 V ; 50 mA) est branchée aux bornes d’un
générateur. Recopie le tableau ci-dessous et complète-le
avec les mots :
a. adaptée, en surtension ou en sous-tension pour carac-
tériser l’état de la lampe ;
b. trop fort, trop faible ou correct pour en caractériser
l’éclat.
6
5
As-tu bien compris le cours ?
Intensité et tension nominales
> voir paragraphe du cours
Schématiser un montage
Schématise le montage qui permet de mesurer l’intensité
du courant qui circule dans une lampe et la tension entre
ses bornes lorsque cette lampe est branchée aux bornes
d’un générateur.
Connaître les définitions
1. Comment nomme-t-on les indications inscrites sur le
culot d’une lampe ?
2. Que signifient-elles ?
Comprendre les indications portées sur
une lampe
On branche la lampe photo-
graphiée ci-contre aux bornes d’un
générateur de tension 6 V.
Quelle est l’intensité du courant
qui circule dans son filament ?
Adaptation d’une lampe
à un générateur
> voir paragraphe du cours
Connaître des définitions
Place les étiquettes dans le bon ordre pour retrouver les
deux phrases perdues.
4
3
2
1
chapitre 8 / Adapter une lampe à un générateur 115.
FAIS LE POINT
114. chapitre 8 / Adapter une lampe à un générateur
Ce que tu dois savoir faire
•Choisir parmi plusieurs lampes celle
qui sera adaptée au générateur.
Je vérifie que je sais
Choisis les bonnes réponses.
Je vérifie que je sais faire
Choisis les bonnes réponses.
> réponses en fin de manuel, p. 215
Énoncés Réponse A Réponse B Réponse C Aide
1. Les inscriptions sur le culot
d’une lampe indiquent …
la tension maximale
et l’intensité
maximale
la tension nominale
et l’intensité
nominale
la tension et
la température
de destruction
p. 110
2. Lorsque la tension entre ses
bornes est supérieure à sa tension
nominale, une lampe …
est en surtension est en sous-tension grille rapidement p. 111
3. Lorsque la tension du générateur
est voisine de la tension
nominale d’une lampe, celle-ci …
est en surbrillance est inadaptée
au générateur
est adaptée
au générateur p. 111
Énoncés Réponse A Réponse B Réponse C Aide
1. Quel montage permet
de vérifier qu’une lampe
est adaptée au générateur ?
p. 111
2. Laquelle de ces lampes brille
le plus lorsqu’elle est branchée
à un générateur de tension 6 V ?
p. 112
+-
V
A
+-
V
A
+-
V
A
6 V 200 mA 6 V 300 mA 6 V 100 mA
Le rôle de l’intensité nominale
> voir paragraphe du cours
Connaître la signification
de l’intensité nominale
Tu disposes des trois lampes représentées ci-dessous et
d’un générateur de tension 6 V.
1. Les lampes sont-elles adaptées au générateur ? Pourquoi ?
2. Quelle est l’intensité du courant qui circule dans chacune
des lampes lorsqu’elles sont branchées au générateur ?
Justifie ta réponse.
3. Quelle est la lampe qui brille le plus ? Celle qui brille le
moins ? Justifie ta réponse.
Choisir une lampe en fonction
de son utilisation
Parmi les lampes proposées ci-dessous, quelle est celle
qui, branchée aux bornes d’une pile de 4,5 V, éclairera le
mieux ? Justifie ta réponse.
Lampes : (4 V ; 40 mA), (4 V ; 100 mA) et (4 V ; 400 mA).
8
7
4 V
400 mA
6 V
100 mA
1,5 V
90 mA
6 V
50 mA
6 V
100 mA
6 V
300 mA
6 V
50 mA
Ce que tu dois savoir
•Connaître la signification des indications inscrites
sur une lampe.
•Adapter une lampe à une pile donnée.
•Savoir quand une lampe est en sous-tension
ou en surtension.
> réponses en fin de manuel, p. 215
un courant d'intensité
son intensité nominale.
Elle est alors traversée par
proche de
adaptée à
un générateur
quand la tension à ses
bornes est proche de
Une lampe est
sa tension
nominale.
Tension du générateur 12 V 6 V 3 V
État de la lampe
Éclat de la lampe

Trois lampes différentes
Les trois lampes A, Bet Cdu montage dessiné ci-dessous
ont la même tension nominale 6 V.
1. Ces lampes sont-elles branchées en série ou en
dérivation ?
2. La tension est-elle la même aux bornes de chacune des
lampes ? Si oui, quelle est la valeur de cette tension ?
3. D’après le dessin, ces lampes ont-elles la même inten-
sité nominale ? Pourquoi ?
4. Attribue à chacune son intensité nominale parmi les
valeurs suivantes : 50 mA, 200 mA et 300 mA.
5. Schématise ce montage en utilisant les symboles
normalisés.
Il faut écouter les consignes !
Le professeur a demandé aux élèves de brancher une
lampe dont les valeurs nominales sont (6 V ; 200 mA) aux
bornes d’un générateur de tension 6 V. Alex et Jérôme
n’ont pas écouté la consigne.
1. Alex branche la lampe à un générateur de tension 12 V.
Que se passe-t-il ? Pourquoi ?
2. Jérôme, lui, alimente la lampe avec une pile de 4,5 V.
Qu’observe-t-il ? Pourquoi ?
David est bricoleur !
David veut changer la lampe du plafonnier du salon. Il
prend une lampe qui porte l’indication 230 V. Il s’aperçoit
alors que la nouvelle lampe n’éclaire pas bien. Il en
conclut qu’elle n’est pas adaptée.
1. David a-t-il raison ?
2. Quelle lampe doit-il prendre pour avoir une plus forte
luminosité ?
19
18
17
Utilise tes connaissances
Apprends à résoudre
Cyril veut installer, sur une moto miniature, une lampe
pour simuler le phare avant et une autre lampe pour
simuler le feu arrière. Il dispose pour cela d’une pile de
4,5 V et a le choix entre trois lampes : L1(4 V ; 40 mA),
L2(4 V ; 100 mA) et L3(6 V ; 300 mA).
1. Quelles sont les lampes adaptées à la pile ? Justifie
ta réponse.
2. Schématise le circuit pour que les deux lampes fonc-
tionnent indépendamment.
3. Quel sera l’état (en surtension ou en sous-tension) de
la lampe qui n’est pas adaptée si Cyril la branche aux
bornes de la pile ?
4. Parmi les lampes adaptées à la pile, Cyril veut installer
la lampe qui brille le plus à l’avant de la moto.
Laquelle doit-il choisir ?
SOLUTION
1. Les lampes L1et L2qui ont une
tension nominale de 4 V sont
adaptées à la pile de 4,5 V, car les
tensions nominales sont voisines
de la tension de la pile.
2. Les lampes doivent être branchées
en dérivation pour qu’elles fonc-
tionnent indépendamment (si l’une
est grillée, l’autre brille).
3. La lampe de 6 V n’est pas adaptée à la pile. Si Cyril
la branche à la pile, elle sera en sous-tension, car
la tension aux bornes de la pile est inférieure à
la tension nominale de la lampe.
4. La lampe L2a une intensité nominale de 100 mA,
alors que l’intensité nominale de la lampe L1vaut
40 mA. La lampe L2sera parcourue par un courant
plus intense. Elle brillera donc davantage et sera
placée à l’avant de la moto miniature.
À TON TOUR
Certaines lampes de la guirlande électrique de Claire
ne fonctionnent plus. Claire veut les remplacer. Les
lampes portent l’inscription (12 V ; 50 mA).
1. Comment expliquer que les lampes grillées n’empê-
chent pas le fonctionnement des autres ?
2. Dans le commerce, on trouve des lampes (6 V ; 100 mA),
(6 V ; 50 mA), (12 V ; 100 mA) et (12 V ; 200 mA).
Quelles sont les lampes adaptées au générateur de la
guirlande ? Justifie ta réponse.
3. Claire ne trouve malheureusement pas de lampe
(12 V ; 50 mA) et achète des lampes (12 V ; 100 mA).
Quelle sera la luminosité de ces lampes par rapport
à celle des lampes (12 V ; 50 mA) ?
9
Que la lumière soit !
On alimente une lampe (12 V ; 300 mA) avec un géné-
rateur de tension 12 V.
1. La lampe est-elle adap-
tée ? Pourquoi ?
2. Quelles sont les valeurs
des grandeurs mesu-
rées par :
a. le voltmètre ?
b. l’ampèremètre ?
Attention à la surtension !
1. La lampe 6 V utilisée dans le montage ci-dessus est-elle
adaptée au générateur ? Justifie ta réponse.
2. Quel est l’état (en surtension ou en sous-tension) de
cette lampe ?
3. L’intensité du courant qui traverse la lampe est-elle
égale à son intensité nominale ?
4. Que se passe-t-il si on ne débranche pas rapidement
le générateur ?
Brillent-elles de la même façon ?
On réalise le circuit schématisé ci-dessous.
1. Les lampes sont-elles adaptées au générateur ?
2. Que vaut l’intensité mesurée par l’ampèremètre ?
3. Que vaut la tension mesurée par le voltmètre ?
4. Les lampes vont-elles briller de la même façon ? Justifie
ta réponse.
12
11
10
exercices exercices
116. chapitre 8 / Adapter une lampe à un générateur chapitre 8 / Adapter une lampe à un générateur 117.
+-
L1
L2
+-
A
12 V
V
+
-6 V
A
B
C
+ -
6 V
(6 V ; 100 mA)
(6 V ; 100 mA)
A
V
L
1
L
2
Grillée ou pas ?
Matthieu et William ont réalisé le montage demandé
par leur professeur de physique. Matthieu pense que la
lampe L1est grillée, car elle brille très faiblement. William
affirme au contraire qu’elle ne peut pas être grillée.
1. Pourquoi William a-t-il raison ?
2. Matthieu mesure alors la tension aux bornes de la
lampe L1. Il trouve 1,4 V. Pourquoi cette lampe brille-
t-elle faiblement ?
3. a. La tension aux bornes du générateur étant de 6 V,
quelle est la tension aux bornes de la lampe L2?
b. Cette lampe fonctionne-t-elle selon les conditions
nominales ?
4. Schématise ce montage en utilisant les symboles
normalisés.
Corrige une copie d’élève
Nathalie a commis trois erreurs dans sa copie. Sauras-tu
les retrouver ?
La tension sur le plot d’une ampoule est la tension nominale.
Si la tension délivrée par le générateur est égale
à la tension nominale, la lampe brille trop fortement.
Phrase codée
Chaque chiffre correspond à une lettre de l’alphabet.
Trouve les lettres correspondant aux chiffres de 1 à 9 pour
décoder la phrase ci-dessous. Voici une aide : 1 = U et
regarde le dernier mot de la phrase.
12E 3A45E E67 A8A57EE A 12 9E2ERA7E1R
6I 6A 7E26IO22O4I2A3E E67 VOI6I2E 8E 3A
7E26IO2819E2ERA7E1R.
Sofiane veut réaliser une expérience
Sofiane voudrait vérifier les valeurs nominales inscrites sur
le culot d’une lampe. Rédige la liste de matériel qu’elle
doit utiliser. Justifie ta réponse.
16
15
14
13
+-
6 V
L1(6 V)
L2 (4 V)