PARTIE 2 L’ELECTRICITE
CHAPITRE 1 : LE CIRCUIT ELECTRIQUE 1)
COMMENT REALISER UN CIRCUIT ELECTRIQUE ELEMENTAIRE ?
Problème : A quelle condition une lampe brille-t-elle ? Expérience : Activité 1 – REA - On dispose de lampe, de câbles et de piles. Recherche quelles sont les conditions nécessaires pour que la pile fasse briller la lampe. Dessiner les expériences. (Plusieurs solutions possibles)
Conclusion de l’expérience : Pour allumer une lampe, il faut mettre ses bornes en contact électrique avec les bornes de la pile, directement ou par l’intermédiaire de fils métalliques. Activité 2 – REA - Réalise un montage électrique comportant un interrupteur. Ensuite dessine ton expérience quand le circuit est ouvert (lampe éteinte) et puis quand le circuit est fermé (lampe allumée).
Activité – B2i – Ecrire, illustrer et mettre en page le cours suivant. Bilan : Les appareils électriques se branchent par leurs bornes. La plupart des appareils électriques comportent deux bornes : ce sont des dipôles. Un circuit électrique simple est constitué de dipôles : - un générateur (pile, batterie de voiture, secteur, photopile …) qui est à l’origine du courant. Le générateur est indispensable dans un circuit électrique car c’est lui qui fournit l’énergie électrique au circuit. - Un récepteur (lampe, moteur, DEL…) qui reçoit l’énergie électrique et la transforme en une autre forme d’énergie. - Un interrupteur qui commande le passage du courant. Il permet donc de faire fonctionner ou non le circuit. Ces dipôles sont reliés par des fils de connexion qui permettent au courant électrique de circuler. Les éléments d’un circuit fermé forment une boucle. On appelle boucle de courant, le chemin parcouru par le courant électrique dans le circuit fermé. Attention, une prise de courant est un générateur très dangereux. En touchant une seule borne de la prise, on risque l’électrocution ; c'est-à-dire la mort par passage du courant dans le corps humain.
2)
ETUDE DE QUELQUES DIPOLES :
1. Etude de la pile : Activité 3 – COM – Réaliser la dissection de la pile Activité –B2i- Réaliser le compte rendu de dissection de pile à l’ordi. (mise en page et modification d’image)
Photo de dissection légendée
Compte rendu de dissection de pile
BILAN : La pile est un dipôle orienté, avec un pôle positif et un pôle négatif.
Elle est constituée de deux composants chimiques (anode et cathode) séparés par un milieu nommé électrolyte. Il se produit une réaction chimique entre les deux composants chimiques qui produit un courant électrique. On observe le produit de cette réaction chimique sur les vieilles piles.
Les piles rechargeables se nomment en réalité des accumulateurs. Elles fonctionnent comme de piles mais quand on leur donne de l’énergie électrique elles sont capables de refabriquer leurs composants chimiques.
2. Etude de la lampe : 1. Ampoule de verre 2. Filament de métal (Tungstène) 3. Support du filament 4. Support isolant en verre 5. Douille 6. Isolant 7. Plot
La lampe est un dipôle qui transforme l’électricité en lumière.
Schéma du trajet de l’électricité dans la lampe. (à compléter …) Dans les lampes classiques ou encore les lampes halogènes, le passage de l’électricité chauffe un filament de métal. Pour éviter que le filament ne brule, on le met dans une ampoule ne contenant pas d’air ou alors un gaz inerte (iode par exemple).
Dans les tubes fluorescents une décharge électrique entre une anode et une cathode provoque la fluorescence de la poudre qui recouvre le tube. Les lampes à basse consommation sont des lampes fluorescentes compactes qui ont une poudre plus sophistiquée d’où une plus faible consommation et une plus grande durée de vie pour une même intensité d’éclairage. Les ampoules fluo-compactes contiennent un produit toxique : le mercure, elles doivent être recyclées à part.
3. Etude de l’interrupteur : L’interrupteur est un dipôle qui permet : De laisser passer le courant électrique lorsqu’il est fermé. Il est alors comparable à un fil électrique. De bloquer le passage du courant lorsqu’il est ouvert. Exemple : interrupteur, bouton poussoir
3)
QUELS MATERIAUX CONDUISENT L’ELECTRICITE ?
Définitions : Un matériau conducteur est un matériau dans lequel le courant électrique peut circuler. Un matériau isolant est un matériau dans lequel le courant électrique ne peut pas circuler.
Activité 4 – REA – Expérience de test des matériaux conducteurs Voir fiche ci-joint Bilan : En règle générale, les matériaux isolants sont : les matières plastiques, le bois et le verre … Les matériaux conducteurs sont les métaux (fer, cuivre, or …), l’eau, le corps humain…
Remarque importante : Le corps humain est conducteur, c’est pour cela qu’il est très dangereux de manipuler le secteur, car on risque de s’électrocuter ! Le corps humain est d’autant plus conducteur qu’on est mouillé ou humide. Le danger d’électrocution est donc encore plus important lorsque l’on a les mains ou les pieds mouillés.
4)
COMMENT SCHEMATISER LES CIRCUITS ELECTRIQUES ?
Pour rendre compréhensible les circuits complexes, on utilise une représentation conventionnelle : la représentation normalisée. Le circuit est représente par un rectangle. Chaque élément du circuit peut-être représenté sur ce rectangle par un symbole normalisé. Voir document : symboles normalisés des dipôles