I 3

CH10:Les lois de l'intensité et de la tension( livre ch7 p108-123 )
Les exercices Tests ou " Vérifie tes connaissances " de chaque chapitre sont à
faire automatiquement sur le cahier de brouillon pendant toute l’année.
Tous les schémas d'électricité sont à réaliser uniquement au crayon et à la règle.
Noter dans le cahier de texte pour la séance prochaine:
A lire Documents pages 108-109;116-118.
Cahier de brouillon :exercices tests de 1 à 8p119 ( solutions p220 ).
Cahier d’exercices . Ex1: 9, 10,13, 14,15 p120.
Ex2: 16,17 et 19 p121
Ex3: 20 et 21 p121.
Objectifs:
* Vérifier les lois sur l'intensité et la tension dans un circuit en boucle
simple ou circuit en série.
* Vérifier les lois sur la tension et l'intensité dans un circuit comprenant
des dérivations.
*Utilisation du simulateur crocodiles physics.
I) Quelles sont les propriétés de la tension et de l’intensité électrique?
A) Tableau récapitulatif des propriétés de l'intensité et de la tension.
Comment représenter les propriétés étudiées de la tension et de
l'intensité par rapport aux différents circuits étudiés?
Grandeurs électriques
Types de circuit.
Intensité du courant
Tension électrique
Symbole I ,Unité Ampère Symbole U ,Unité Volt
UNICITE
Circuit en boucle simple Une seule intensité
ou circuit en série .
I1=I2=I3=Ig mA A
Circuit avec dérivations
?
COM
?
UNICITE
Une seule tension V
U1=U2=U3=Ug
Circuit mixte
( dipôles branchés en
série et en dérivation ).
Laisser 5cm
COM
V
B) Réalisation expérimentale.
On souhaite réaliser un circuit comprenant trois parties:
Partie1:Les uns derrière les autres:un générateur, interrupteur K1
une lampe L1,et un ampèremètre A1.( N1P3 )
P5
P3
P L P P3
a 1 1 2 A1
H
P4
P5
P6 P7
P8
P9
P10
L1
aB
K1
bH
bB
N1 N
2
K1
N3 N4
N5 N6
N7 N 8
N9
b
N10B
N1
P7
A1
A
aH
aB
bH
N5
N8
Partie2: Les uns derrière les autres:un interrupteur K2 ,une lampe L2 ,
et un ampèremètre A2. ( P5N5 )
Partie2 aux bornes de la Partie 1 ( en dérivation ).
P5
P3
P3
P L1 P2 A1
aH1
5
P6 P7
P8
P9
P10
A2
K1
N1 N
2
4
L1
aB
bH
bB
P K2 P
K1
N3
N4 L2 N5 N6
N7 N 8
N9
b
N10B
N1
P7
K2
A1
A
C
aH
aB
bH
A2
D
L2
N5
N8
Partie3: Les uns derrière les autres: un interrupteur K3 ,une lampe L3,
une résistance R et un ampèremètre A3. ( P7N8 )
Partie3 aux bornes de la Partie 2 ( en dérivation ).
P5
P3
P L P P3
aH1 1 2 A1
A2 A3
K1
N1 N
2
P6 P7K3 P8
P9
P10
L1
aB
bH
bB
P4K2 P5
R
K1
N3
N4 L2 N5 N6
L3
N7 N 8
N9
b
N10B
A1
K2
A
K3
E
C
aH
aB
bH
P7
A3
A2
D
L2
F
R
H
L3
N1
N5
N8
C) Mode opératoire et tableau de mesure ( Doc2 ).
1) On s'occupe UNIQUEMENT des intensités dans le circuit.
Dans le montage, il y a trois ampèremètres, on ne possède qu'un seul;
il suffit de remplacer les ampèremètres manquants par des STRAPS
a)Branche N1P3.On place l’ampèremètre en position A1; A2= S2 , A3= S3.
b)Branche P5N5. On place l’ampèremètre en position A2; A1= S1 , A3= S3.
g)Branche P7N8. On place l’ampèremètre en position A3; A1= S1 , A2= S2.
P5
P3
P L1 P2 A1
aH1
K3 P8
P9
P10
L1
K1
N1
K2 P6
P4
aB
bH
bB
P7
N2 N3 N4
S2A2 A3S3
L2
N5
R
N6 N7 L3
N8
N9
b
N10B
Mesurer l'intensité du courant dans chaque branche, ampèremètre sur
200mA DC , compléter uniquement les valeurs expérimentales Ig,I1 I2 et I3,
selon la position des interrupteurs (Doc2).
On mesure les intensités Ig=I1
correspondante aux positions des interrupteurs
(K1,K2 ,K3) puis on complète les valeurs expérimentales
Branche N1P3
correspondantes du tableau de mesure (doc2).
Interrupteurs
Branches
expérimental
Branche
N1P3
Générateur
Crocodile Physics
Expérimental
Lampe L1
Crocodile Physics
Expérimental
Branche Lampe L
2
P5N5
Crocodile Physics
Expérimental
Résistance R
Branche
P7N8
Crocodile Physics
expérimental
Lampe L3
Crocodile Physics
K1=0 et
K2=K3=0,1
K1=K2=1
et K3=0
K1=K3=1
et K2=0
K1=K2=K=1
Ig= 0A;Ug=
Ig= ;Ug=
Ig=
Ig=
;Ug=
;Ug=
Ig=
Ig=
;Ug=
;Ug=
Ig=
Ig=
;Ug=
;Ug=
I1=0A;U1=
I1= ;U1=
I1=
I1=
;U1=
;U1=
I1=
I1=
;U1=
;U1=
I1=
I1=
;U1=
;U1=
I2=0A ;U2=
I2= ;U2=
I2=
I2=
;U2=
;U2=
I2=
I2=
;U2=
;U2=
I2=
I2=
;U2=
;U2=
I3=0A ;U4=
I3= ;U4=
I3=
I3=
;U4=
;U4=
I3=
I3=
;U4=
;U4=
I3=
I3=
;U4=
;U4=
I3=0A ;U3=
I3= ;U3=
I3=
I3=
;U3=
;U3=
I3=
I3=
;U3=
;U3=
I3=
I3=
;U3=
;U3=
Interrupteurs
Branches
expérimental
Branche
N1P3
Générateur
Crocodile Physics
Expérimental
Lampe L1
Crocodile Physics
Expérimental
Branche Lampe L
2
P5N5
Crocodile Physics
Expérimental
Résistance R
Branche
P7N8
Crocodile Physics
expérimental
Lampe L3
Crocodile Physics
Conclusions
K1=0 et
K2=K3=0,1
K1=K2=1
et K3=0
K1=K3=1
et K2=0
Ig= 0A;Ug=
Ig= ;Ug=
Ig= Ig ;Ug=
Ig= ;Ug=
I1= 0A;U1=
I1= ;U1=
I1=I1 ;U1=
I1= ;U1=
I2=I2 ;U2=
I2= ;U2=
I3= I3 ;U4=
Ig=Ig ;Ug=
Ig= ;Ug=
I1=I1 ;U1=
I1= ;U1=
I2=I2 ;U2=
Ig= Ig ;Ug=
Ig= ;Ug=
I1= I1 ;U1=
I1= ;U1=
I2=I2 ;U2=
I2=
I2= ;U2=
I3=I3 ;U4=
I3= ;U4=
I3= I3 ;U3=
I3= ;U3=
I g = I2 I3
I2=0A ;U2=
I2= ;U2=
I3=0A ;U4=
I3= ;U4=
I3=0A;U3=
I3= ;U3=
I3= ;U4=
I3= I3 ;U3=
I3= ;U3=
Ig=0A =I2=I3
Ug =
Ig=
Ug=
I2 I3
;U2=
I3= I3 ;U4=
I3= ;U4=
I3= I3 ;U3=
I3=
;U3=
Ig= I2 I3
Ug=
K1=K2=K=1
U g=
C) Mode opératoire et tableau de mesure ( Doc2 ).
2) On s'occupe UNIQUEMENT des tensions dans le circuit.
On remplace les trois ampèremètres par des STRAPS ( S1, S2 et S3 ).
Mesurer la tension aux bornes de chaque dipôle ( générateur, L1, L2,
L3 et la résistance ) puis compléter les valeurs expérimentales Ug,U1,
U2 , U3 et U4 , selon la position des interrupteurs (Doc2).
On utilisera un seul voltmètre branché sur 20V DCV.
P5
P3
P L1 P2 S1
A1 P4
P9
P10
L1
aB
S2A2 A3S3 R
K1
N1
K3 P8
K2 P6
aH1
bH
bB
P7
V
N2 N3 N4
Ug U1
L2
N5
U2
N6 N7 L3
N8
U3
U4
N9
b
N10B
Interrupteurs
Branches
expérimental
Branche
N1P3
Générateur
Crocodile Physics
Expérimental
Lampe L1
Crocodile Physics
Expérimental
Branche Lampe L
2
P5N5
Crocodile Physics
Expérimental
Résistance R
Branche
P7N8
Crocodile Physics
expérimental
Lampe L3
Crocodile Physics
Conclusions
K1=0 et
K2=K3=0,1
K1=K2=1
et K3=0
K1=K3=1
et K2=0
Ig= 0A;Ug= 6V Ig= Ig ;Ug=Ug Ig=Ig
Ig= ;Ug=
Ig= ;Ug=
Ig=
I1= 0A;U1= 0V I1=I1 ;U1=U1 I1=I1
I1= ;U1=
I1= ;U1=
I1=
I2=0A ;U2= 0V I2=I2 ;U2= U2 I2=I2
I2=
;U2=
;U2=
I3=0A ;U4= 0V I3= I3 ;U4=U4
I3= ;U4=
I3= ;U4=
I3=0A;U3= 0V I3= I3 ;U3=U3
I3= ;U3=
I3= ;U3=
Ig=0A =I2=I3
Ug= 6V
I2=
Ig=
Ug=
I2 I3
K1=K2=K=1
;Ug=Ug Ig= Ig
;Ug=
Ig=
;U1=U1 I1= I1
;U1=
I 1=
;U2=U2 I2=I2
;Ug= Ug
;Ug=
;U1=U1
;U1=
;U2= U2
I2=
;U2=
I2= ;U2=
I3= I3 ;U4=U4 I3=I3 ;U4=U4
I3= ;U4=
I3= ;U4=
I3= I3 ;U3=U3 I3= I3 ;U3=U3
I3= ;U3=
I3= ;U3=
Ig= I2 I3
I g = I2 I3
Ug=
U g=
Les données U et I de crocodile physics sont à compléter en salle informatique .
D) Étude des circuits obtenus selon la position des interrupteurs.
On s’occupe des résultats obtenus par colonne. ( doc2) .
1) Première colonne: K1=0 et K2=K3=0,1
P3
P7
P5
A1
A
L1
K2
K3
C
E
A3
A2
aH
aB
F
D
R
K1
bH
bB
N1
H
L3
L2
N8
bB
N1
Pas de circuit , uniquement le générateur à
vide.( Si K1=0 )
2) Deuxième colonne: K1= K2=1 ; K3=0
A1
Ig
I1
I2
U1V
aH
0V
A3
R
Ig
I1= I2
Ig
Ig =I1 =I2 = ? A
Unicité de l'intensité;
une SEULE intensité.
N8
I1
K2
C
I1A
aH
A2
U1
aB
D
K1
bH
IbgB
I2
U2
Ug
I2
0V Intensités = UNICITE
Circuit boucle simple
ou circuit en série.
U 1 + U2
H
L3
L2
N1
0A
F
K1
bH
A1
L1
D
IbgB
0A
E
I2
IagB
U2V
K3
I
C 2
A2
P5
P3
K2
6V I1A
L1
I1
P7
P5
P3
L2
I2
N1
Tensions = ADDITIVITE
Ug= 6V, U1= U1 , U2= U2V
Additivité
Ug = U1 + U2 Addition
Dans un circuit en série, la tension du
générateur est égale à la somme des
tensions des autres dipôles
3) Troisième colonne: K1= K3=1 ; K2=0
A1
Ig
I1
0A
C
U1V
0V
U4V
E
D
R
K1
bH
Ig
H
L3
L2
Ig
A1
aH
aB
K1
bH
IbgB
N1
I3
K3
E
A3
U1
I3
U4
U3
Ug
I3
N8
I1
I1A
L1
I
F 3
N1
I3
K3
I3
aH
IagB
P7
P3
A3
A2
IbgB
I3
K2
6V I1A
L1
I1
P7
P5
P3
F
R
H
L3
I3
N8
Tensions = ADDITIVITE
U3V Intensités = UNICITE
Ug= 6V, U1= U1, U4= U4V, U3= U4V
Circuit boucle simple
ou circuit en série.
Addition
Additivité
I1= I3
Ig =I1 =I3 = ? A
U1+U3+U4
Unicité de l'intensité;
une SEULE intensité.
Ug = U1 + U3 + U4
Dans un circuit en série, la tension du
générateur est égale à la somme des
tensions des autres dipôles
4) Quatrième colonne: K1= K3= K2=1
A1
Ig
6V IgA
Ig
L1
Ig
I2
U1V
I3
U4V
K3
C
I2
A3
aH
I3
D
I2
K1
bH
IbgB
I3
K2
Ig
N1
I
H3
L3
L2
Ig
I2 I3
I2 + I3
U1+U2
Ug=U1+U3+U4
Ig= I2 + I3 Addition
Additivité
E
A3
I3
F
D
I2
bB
U2
Ug
Ig
L2
I2
R
U4
H
L3
U3
I3
N8
Tensions
N8
U3V Intensités = ADDITIVITE
Ig= A , I2= I2 , I3= I3
U1
K1
bH
N1
K3
A2
aB
R
I3
C
A
E L1
aH
F
K2
Ig
A1
I3
A2
IagB
U2V
P7
P5
P3
P7
P5
P3
Ug= 6V, U1= U1,
Ug-U1=Ug1V
U2= U2V
U2= U2V,
U4=U4V, U3 = U3 V U3+U4= U34
L'intensité du générateur est Ug-U1= U2  Ug= U1 + U2
égale à la somme des intensités U = U +U  Ug= U1+ U3+U4
2
3
4
des branches dérivées.
I) Quelles sont les propriétés de la tension et de l’intensité électrique?
A) Tableau récapitulatif des propriétés de l'intensité et de la tension.
Comment représenter les propriétés étudiées de la tension et de
l'intensité par rapport aux différents circuits étudiés?
Grandeurs électriques
Types de circuit.
Intensité du courant
Symbole I ,Unité Ampère
UNICITE
Circuit en boucle simple Une seule intensité
ou circuit en série .
I1=I2=I3=Ig mA A
Circuit avec dérivations
?
ADDITIVITE
COM
ADDITIVITE
?
Plusieurs intensités
Ig=I1+I2+I3
Circuit mixte
( dipôles branchés en
série et en dérivation ).
Tension électrique
Symbole U ,Unité Volt
UNICITE = SERIE
ADDITIVITE= DERIVATIONS
Plusieurs tensions
Ug=U1+U2+U3
UNICITE
Une seule tension V
U1=U2=U3=Ug
COM
V
ADDITIVITE = SERIE
UNICITE = DERIVATIONS
E) Conclusion:
Dans un circuit électrique où circule une seule intensité , les dipôles
sont branchés les uns derrière les autres , ils forment une boucle
simple ou circuit en série ( colonne 2 et 3 ).
K1= K2= 1, K3=0
K1= K3= 1, K2=0
K1= K3= K2=1
Dans un circuit où circulent plusieurs intensités ( colonne 4:3 intensités
différentes ) , les dipôles parcourus par une même intensité sont en
série et ils sont en dérivations par rapport aux autres.
Propriétés de l’intensité dans un circuit avec dérivations
A) Branche d’un circuit :Par convention on appelle branche d’un
circuit ou branche active tout fil électrique contenant des dipôles
branchés les uns derrière les autres et parcouru par un courant.
1) Branche principale = celle qui contient le générateur. Elle est
composée du générateur,A1 et L1 . On peut la nommer {P5L1 N5}
2) Branches dérivées = celles qui partent de la principale.
La première {P5L2 N5} et la deuxième {P5L3 N5} . Elles partent
toutes les deux à partir des points P5 et N5 . Nœud P5
P8
P3
P5
A
B) Nœud d’un circuit :
A1
L3
I3
c’est l’intersection de trois
I
I1
L1
2
G
branches au MINIMUM.
C I
I
3
1
1
I D
2
+
6V D.C
I1
et Nœud N5
H
I3
2
L3
F
L2
I1
N1
A3
A2
I3
N5
R
N6
C) Circuit en série: C’est un circuit formé d’une seule branche
active. Si l’un des dipôles tombent en panne les autres s’arrêtent
de fonctionner. Il possède une seule intensité.
D) Circuit ou dipôles en dérivation: C’est un circuit formé de
trois branches actives au minimum. Si l’une des branches
dérivées tombe en panne les autres branches continuent de
fonctionner. Le nombre d’intensité dans le circuit est égale au
nombre de branches actives.
Un circuit où les dipôles sont en dérivation possèdent au
MINIMUM deux nœuds électriques.
E) Propriétés de l’intensité dans un circuit avec dérivations.
* L’intensité de la branche principale est égale à la somme
des intensités dans les branches dérivées.
* La somme des intensités qui arrivent à un nœud est égale à
la somme des intensités qui partent de ce nœud.
Interrupteurs
Branches
expérimental
Branche
N1P3
Générateur
Crocodile Physics
Expérimental
Lampe L1
Crocodile Physics
Expérimental
Branche Lampe L
2
P5N5
Crocodile Physics
Expérimental
Résistance R
Branche
P7N8
Crocodile Physics
expérimental
Lampe L3
Crocodile Physics
Conclusions
K1=0 et
K2=K3=0,1
K1=K2=1
et K3=0
K1=K3=1
et K2=0
K1=K2=K=1
Ig= 0A;Ug=
Ig= ;Ug=
Ig=
Ig=
;Ug=
;Ug=
Ig=
Ig=
;Ug=
;Ug=
Ig=
Ig=
;Ug=
;Ug=
I1= 0A;U1=
I1= ;U1=
I1=
I1=
;U1=
;U1=
I1=
I1=
;U1=
;U1=
I1=
I 1=
;U1=
;U1=
I2=0A ;U2=
I2= ;U2=
I2 =
I2=
;U2=
;U2=
I2 =
I2=
;U2=
;U2=
I2=
I2=
;U2=
;U2=
I3=0A ;U4=
I3= ;U4=
I3=
I3=
;U4=
;U4=
I3=
I3=
;U4=
;U4=
I3=
I3=
;U4=
;U4=
I3=0A;U3=
I3= ;U3=
I3=
I3=
;U3=
;U3=
I3=
I3=
;U3=
;U3=
I3=
I3=
;U3=
;U3=
Ig=0A =I2=I3 Ig=
Ug= 6V
Ug=
U2=U3=U4=0V
Ig=
Ug=
Ig=
U g=
P3
P7
P5
A1
A
L1
K2
K3
C
E
A3
A2
aH
F
aB
D
R
K1
bH
bB
N1
H
L3
L2
N5
N8
P3
P L1 P2 A1
aH1
P3
P42
K
P9
P10 A1
L1
A2 A3
K1
N1 N
2
P6 P7K3 P8
A
aB
bH
bB
P5
R
K1
N3 N4
L2
N5 N6
L3
N7 N 8
N9
Nb10
B
N1
aH
aB
bH
P3
P7
K2
K3
E
C
A3
A2
D
L2
F
R
H
L3
N5
N8