Circuit électrique en courant continu

Electrodynamique – circuit électrique en courant continu
Une première proposition de progression
Nature de
la séance
Titre ou questions
Contenus
Exemples d'activités
TP 2h
Quelle est la lampe
qui brille le plus ?
Energie électrique cédée par un
générateur, reçue par un récepteur.
Puissance d’un transfert électrique
Transfert de l’énergie électrique du
générateur aux récepteurs : lois de
conservation et d’additivité des
intensités et tensions comme
conséquence de la conservation de
l’énergie.
F1
Qu’est-ce que le
courant ? Qu’est-ce
que la tension ?
Discussion des résultats obtenus en
TP. Interprétation microscopique des
grandeurs Intensité, tension , énergie
et puissance.
F1
CE 1h30
Comment faire briller
une lampe sous une
puissance donnée ?
Notions de tension et d’intensité de
F2
fonctionnement : tous les couples (U,I) Vérification expérimentale de la liaison
ne sont pas possibles. U et I sont des (U,I).
grandeurs liées.
TP 2h
Le jeu des résistors
Notion de résistance équivalente.
Comment le courant
transporte-t-il
l’énergie ?
CE 1h
Réflexion sur des montages à deux
lampes, mesures d’intensités et de
tensions.
Discussion autour d’un exposé du
professeur.
F7
Activités de réflexion concernant les
effets de modification de la résistance
équivalente d’un circuit sur l’intensité
dans la branche du générateur.
CE 1h
Exploitation des activités précédentes
Relation I = E/Req.
CE 1h30
TP 2h
Comment utiliser
Transfert d’énergie électrique et
l’électricité pour
énergie interne : effet Joule : loi de
échauffer la matière ? Joule. Interprétation microscopique de
l’effet Joule.
La lampe va-t-elle
griller ?
Modèle d’un générateur : force
électromotrice (fém), résistance
interne.
Bilan d’énergie, dans un générateur.
Exercices : recherche en classe.
Eventuellement vérification
expérimentale.
F3
Mesure des temps mis pour obtenir
une élévation de température donnée
par effet joule avec des courants
d’intensités différentes.
Réflexion sur la tension de
fonctionnement d’une lampe sur une
pile. Détermination de la fém et de la
résistance interne d’une pile.
La fém comme valeur limite de la
tension mesurée lorsque l’intensité
(donc l’effet Joule) devient très faible.
CE 1h
CE 1h30
Un récepteur
transforme-t-il
intégralement
l’énergie qu’il reçoit ?
Bilan d’énergie dans un moteur.
Rendement d’un moteur électrique :
comparaison de l’énergie électrique
nécessaire pour élever une charge
donnée d’une hauteur donnée à la
variation de l’énergie potentielle de
pesanteur correspondante.
Exercices d’application sur différents
circuits simples : recherche par les
élèves avec, lorsque c’est possible,
vérification expérimentale et mesures
sur la table du professeur.
Activités : 7h30
3TP : 6h
Total : 13h30
Une seconde proposition de progression
Nature de la
séance
Titre
CE 1h30
Quelques rappels de la Circuit électrique ; intensité, unité ; tension ,
classe de troisième.
unité.
Ces rappels seront
proposés avant la
partie I C de chimie.
Contenus
Circuit série, dérivation.
Loi d’Ohm pour un dipôle ohmique.
Exemples d’activités
Schématisation de circuits.
Construction et interprétation de la
caractéristique d’un dipôle ohmique.
Facteurs dont dépend la résistance
d’un conducteur : longueur, section,
nature du conducteur ; mise en
évidence expérimentale de
l’influence de la température.
L’existence de la supraconductivité
pourra être signalée.
TP 2h
Energie électrique
dissipée dans des
lampes.
Mesures d’énergie électrique, de puissance
électrique.
Justification énergétique des lois d’additivité
des tensions et des intensités.
Trouver expérimentalement les
conditions de bon fonctionnement de
trois lampes dans un montage série
et un montage en dérivation.
Dessin du schéma d’un circuit.
CE 1h30
Energie électrique
reçue par un
récepteur.
Représenter sur un schéma une tension par
une flèche.
Interpréter en termes de transferts
d’énergie qu’une lampe brille, qu’une
Utilisation de l’oscilloscope pour construire un résistance s’échauffe, qu’un moteur
diagramme des potentiels le long d’un circuit. tourne...
Energie électrique W e reçue par un récepteur. Principe du potentiomètre.
Puissance électrique du transfert : P = UABI.
TP 2h
Eclairage variable
Bilan du transfert d’énergie pendant la durée
d’une lampe ou vitesse t.
variable de rotation
d’un moteur.
CE 1h30
L’effet Joule.
Montrer que W =  UIt
Effet Joule : savoir que l’effet Joule est un effet Energie électrique et puissance
thermique associé au passage du courant
dissipée par effet Joule :
dans un conducteur.
- Cas d’un dipôle purement ohmique
Applications et inconvénients de l’effet Joule. - Cas d’un dipôle quelconque : à
partir d’exemples (moteur,
électrolyseur...), montrer que tout
conducteur dissipe de l’énergie par
effet Joule.
TP 2h
Pile ou lampe ?
Etude des paramètres influant sur l’énergie
transférée par le générateur au reste d’un
circuit résistif.
Notion de force électromotrice et de
résistance interne.
Relation I = E/Req
CE 1h30
Comportement global
d’un circuit.
Etude des paramètres influant sur l’énergie
transférée par le générateur au reste d’un
circuit résistif.
Analyser l’influence de l’agencement
des composants sur l’énergie
transférée par le générateur au reste
du circuit.
TP 2h
Puissance maximale
disponible aux bornes
d’un générateur.
Montrer que la puissance disponible aux
bornes d’un générateur dépend des
caractéristiques du générateur et du
Puissance maximale disponible aux
bornes d’une photopile (à éclairage
constant).
récepteur.
Activités : 6h
4 TP : 8h
Total : 14 h