Chapitre II Lois électriques dans les circuits en série I] Les valeurs

Chapitre II
Lois électriques dans les circuits en série
I] Les valeurs de l’intensité du courant et de la tension électrique varient-elles en
changeant l’ordre des dipôles ?
TP n°3 : L’ordre des dipôles a-t-il une importance sur les valeurs
de l’intensité du courant et de la tension électrique ?
Buts du TP : - Questionner, identifier un problème, formuler une hypothèse
- Mettre en œuvre un protocole expérimental
- Mesurer (lire une mesure, estimer la précision d’une mesure,
optimiser les conditions d’une mesure)
La valeur de l’intensité du courant varie-t-elle
selon l’ordre des dipôles ?
1) D’après toi, la valeur de l’intensité dépend-elle de l’ordre des dipôles ?
2) Ecris ci-dessous la liste de matériel que tu vas utiliser pour justifier ta réponse.
La pile, deux lampes 3,5V et 6V , l’ampèremètre, l’interrupteur et 5 fils électriques.
3) Combien d’expériences et de mesures de l’intensité vas-tu réaliser ? Explique en
quelques mots ta façon de procéder pour répondre à cette question ?
On va réaliser un 1er montage dans lequel on mesure l’intensité du courant électrique. On
inverse l’ordre des dipôles et on mesure à nouveau l’intensité du courant au même endroit
dans le circuit.
10A
COM
Schéma des expériences
A
Résultats
L1
L2
I = 0,08A
L1 : 3,5V
L2 : 6V
10A
COM
L2
A
L1
I = 0,08A
Conclusion : Comme les valeurs des intensités sont identiques dans les deux montages, on
en conclut que les valeurs des intensités du courant ne dépendent pas de l’ordre des
dipôles dans un circuit en série.
Les valeurs des tensions électriques varient-elles
selon l’ordre des dipôles ?
1) D’après toi, les valeurs des tensions dépend-elle de l’ordre des dipôles ?
2) Ecris ci-dessous la liste de matériel que tu vas utiliser pour justifier ta réponse.
La pile, deux lampes 3,5V et 6V , le voltmètre, l’interrupteur et 6 fils électriques.
3) Combien d’expériences et de mesures de tensions vas-tu réaliser ? Explique en quelques
mots ta façon de procéder pour répondre à cette question ?
On va réaliser 2 montages et faire 8 mesures de tensions.
On mesure les valeurs des tensions aux bornes des quatre dipôles, puis on inverse l’ordre
des dipôles et on mesure à nouveau les valeurs des tensions à leurs bornes.
Schémas des expériences
V
V
COM
V
COM
V
V
COM
L1
V
L2
COM
V
V
L1 : 3,5V
L2 : 6V
COM
V
COM
V
L2
V
V
V
V
V
L1
V
COM
COM
Résultats expérimentaux
Upile
UL1
UL2
4,05
V
0.80
V
3.24
V
Uint
fermé
0V
Upile
UL1
UL2
4.03
V
0.78
V
3.26
V
Uint
fermé
0V
Conclusion : Comme les valeurs des tensions sont pratiquement identiques dans les deux
montages, on en conclut que les valeurs des tensions ne dépendent pas de l’ordre des
dipôles dans un circuit en série.
II] Loi de l’intensité du courant dans les circuits en série
TP n°4 : Détermination de la loi de l’intensité du courant
dans les circuits en série
Buts du TP : - Questionner, identifier un problème, formuler une hypothèse
- Mettre en œuvre un protocole expérimental
- Mesurer (lire une mesure, estimer la précision d’une mesure,
optimiser les conditions d’une mesure)
La valeur de l’intensité du courant est-elle la même dans
toute la boucle ou est-elle différente entre chaque dipôle ?
1) Que penses-tu de la valeur de l’intensité dans un circuit en série ?
2) Ecris ci-dessous la liste de matériel que tu vas utiliser pour justifier ta réponse.
La pile, deux lampes de 3,5V et 6V, l’interrupteur et l’ampèremètre et 5 fils électriques.
3) Combien d’expériences et de mesures de l’intensité vas-tu réaliser ? Explique en
quelques mots ta façon de procéder pour répondre à cette question ?
On mesure l’intensité du courant à 4 endroits différents du circuit en déplaçant
l’ampèremètre et comparer les 4 valeurs obtenues.
Schémas des expériences et résultats expérimentaux
10A
COM
A
COM
I = 0,06A
I = 0,06A
I = 0,06A
10A
I =0,06A
A
A
10A
A
COM
10A
COM
Conclusion : Comme les valeurs des intensités sont identiques, on en conclut que l’intensité
du courant est la même dans toute la boucle simple.
4) Cette conclusion est-elle toujours valable si on ajoute une lampe dans le circuit en
série ?
En ajoutant une lampe supplémentaire, la valeur de l’intensité diminue mais elle reste la
même dans toute la boucle simple.
Enoncé de la loi de l’intensité du courant dans les circuits en série
Dans un circuit en série, l’intensité du courant est la même dans toute la boucle.
Plus la boucle contient de dipôles, plus l’intensité du courant est faible.
5) Dans un circuit en série, combien de mesures de l’intensité dois-tu réaliser ? La place de
l’ampèremètre est-elle importante ?
Il suffit de mesurer une seule fois l’intensité du courant électrique en plaçant
l’ampèremètre à n’importe quel endroit du circuit en série.
III] Loi de la tension électrique dans les circuits en série
TP n°5 : Détermination de la loi de la tension électrique
dans les circuits en série
Buts du TP : - Questionner, identifier un problème, formuler une hypothèse
- Mettre en œuvre un protocole expérimental
- Mesurer (lire une mesure, estimer la précision d’une mesure,
optimiser les conditions d’une mesure)
La valeur de la tension électrique est-elle la même dans toute
la boucle ou est-elle différente pour chaque dipôle ?
1) Ecris ci-dessous la liste de matériel que tu vas utiliser pour justifier ta réponse.
La pile, deux lampes différentes ( une de 3,5V, une de 6V ), l’interrupteur, le voltmètre et
6 fils électriques.
2) Combien d’expériences et de mesures de tension électrique vas-tu réaliser ? Explique en
quelques mots ta façon de procéder.
On réalise un seul montage dans lequel on mesure les valeurs des tensions électriques aux
bornes de chaque dipôle.
Schémas des expériences et résultats expérimentaux
V
Upile
COM
V
Upile
V
Uint.fermé
COM
L1
V
COM
L2
V
UL1
V
UL1
UL2
Uint.fermé
V
V
UL2
COM
Conclusion : Dans un circuit en série, les valeurs des tensions aux bornes de chaque dipôle
sont différentes entre elles.
3) Que peux-tu conclure sur la valeur de U aux bornes d’un interrupteur fermé ?
La valeur de la tension aux bornes d’un interrupteur fermé est égale à 0V.
4) Additionne les valeurs des tensions aux bornes de L1 et L2. Compare à la valeur de la
tension aux bornes de la pile.
UL1 + UL2 =
+
=
. Or U pile =
.
La valeur de la tension aux bornes de la pile est pratiquement égale à la somme des valeurs
des tensions aux bornes des deux lampes.
5) Cette conclusion est-elle toujours valable si on ajoute une lampe dans le circuit en série
précédent avec un autre générateur ? ( L1 identique à L3 )
Ugéné =
; UL1 = ; UL2 = ; UL3 =
UL1 + UL2 + UL3 = + + =
= Ugéné.
Enoncé de la loi de la tension électrique dans les circuits en série
Dans un circuit en série, la valeur de la tension aux bornes du générateur est égale à la
somme des valeurs des tensions de tous les dipôles branchés dans la boucle simple.
6) Dans un circuit en série, combien de mesures de tensions dois-tu réaliser ?
Je dois mesurer les valeurs des tensions aux bornes de chaque dipôle.
Remarque : Lorsque deux dipôles sont identiques dans un circuit en série, les valeurs des
tensions à leurs bornes sont les mêmes. ( ex : UL1 = UL3 car L1 et L3 sont identiques ).