Physique-Chimie 3e - Cahier d'activités - 2023
Nouveau manuel de Sciences et Technologie 6e
Découvrez cet ouvrage collaboratif, conforme au nouveau programme !
Mes Pages
Thème 1 : Organisation et transformations de la matière
Ch. 1
Les espèces chimiques et l'identification
Ch. 2
Les transformations chimiques
Ch. 3
Les états de la matière
Ch. 4
Les mélanges et la solubilité
Ch. 5
L'organisation de la matière dans l'Univers
Thème : 2 Mouvements et interactions
Ch. 6
La vitesse des systèmes
Ch. 7
Les nature des mouvements
Ch. 8
La modélisation des actions
Thème 3 : Énergie, transferts et conversions
Ch. 9
Les différentes formes d’énergie et les conversions
Ch. 10
Les circuits électriques et les lois
Ch. 11
La puissance électrique et la consommation
Thème 4 : Signaux pour observer et communiquer
Ch. 12
Les signaux lumineux et sonores
Annexes
Fiches méthodes
10 - Les circuits électriques et leurs grandeurs
Activité expérimentale
La loi d'Ohm
✔ Réaliser un circuit électrique.
✔ Distinguer des dipôles en série et en dérivation.
✔ Vérifier que, dans un circuit avec des dipôles uniquement en série, l'intensité du courant est la même en tout point.
✔ Exploiter la loi d'Ohm.
✔ Distinguer des dipôles en série et en dérivation.
✔ Vérifier que, dans un circuit avec des dipôles uniquement en série, l'intensité du courant est la même en tout point.
✔ Exploiter la loi d'Ohm.
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Introduction
La bouilloire de Sarah semble ne plus fonctionner : l'eau en ressort froide ! Sarah compte bien réparer son appareil pour éviter de le jeter et pense que le problème provient du résistor. Elle l'a déjà étudié en cours de physique : c'est grâce à ce composant que l'eau peut être chauffée. Malheureusement, sa mémoire lui joue des tours et elle ne se souvient plus de sa leçon !
Problématique
Quelle relation existe-t-il entre la tension aux bornes d'un résistor et l'intensité du courant le parcourant ?
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Doc. 1Résistance électrique
Bien que tous les matériaux conducteurs conduisent le courant électrique, ils présentent une certaine résistance à son passage. Cette propriété est caractérisée par une grandeur mesurable : la résistance électrique R qui s'exprime en ohm (Ω).
Certains composants électriques ont une résistance bien définie. On les appelle résistors ou conducteurs ohmiques. Ce sont des dipôles électriques vérifiant la loi d'Ohm, du nom du physicien allemand l'ayant découverte en 1827. Cette loi se traduit par une relation mathématique entre la résistance R du résistor, la tension U à ses bornes et l'intensité I du courant y circulant.
Certains composants électriques ont une résistance bien définie. On les appelle résistors ou conducteurs ohmiques. Ce sont des dipôles électriques vérifiant la loi d'Ohm, du nom du physicien allemand l'ayant découverte en 1827. Cette loi se traduit par une relation mathématique entre la résistance R du résistor, la tension U à ses bornes et l'intensité I du courant y circulant.
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Doc. 2Caractéristique d'un dipôle
On appelle caractéristique d'un dipôle la courbe représentant l'évolution de la tension U entre les bornes du dipôle en fonction de l'intensité I du courant qui le traverse.
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Doc. 3Effet Joule
Traversés par un courant électrique, les résistors ont la particularité de convertir l'énergie électrique (électricité) en énergie thermique (chaleur). On les emploie dans de nombreuses applications à cette fin, comme les fours électriques, les radiateurs ou encore les bouilloires !
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Matériel Nécesaire :
Protocole :
1. Réaliser un circuit électrique comprenant un générateur de tension variable, un interrupteur et un résistor en série.
2. Ajouter un ampèremètre mesurant l'intensité du courant électrique circulant dans le résistor et un voltmètre mesurant la tension à ses bornes.
3. Faire varier la valeur de la tension délivrée par le générateur. Pour chaque tension, relever les valeurs indiquées par l'ampèremètre et le voltmètre.
1. Réaliser un circuit électrique comprenant un générateur de tension variable, un interrupteur et un résistor en série.
2. Ajouter un ampèremètre mesurant l'intensité du courant électrique circulant dans le résistor et un voltmètre mesurant la tension à ses bornes.
3. Faire varier la valeur de la tension délivrée par le générateur. Pour chaque tension, relever les valeurs indiquées par l'ampèremètre et le voltmètre.
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Questions
1.
Si un résistor est soumis à une tension plus importante, la valeur de l'intensité le traversant :
Hypothèse
Proposer une hypothèse pour expliquer le fonctionnement du résistor dans la bouilloire de Sarah.Si un résistor est soumis à une tension plus importante, la valeur de l'intensité le traversant :
2. Sarah ne s'en souvient plus et le protocole ne précise pas où placer l'ampèremètre pour mesurer l'intensité du courant traversant le résistor. Déterminer laquelle des trois affirmations est vraie en la vérifiant expérimentalement.
Expérience et observations
Faire l'expérience en suivant le protocole et remplir le tableau en utilisant le Doc. 2.
Tension du générateur (V) | 0 | 3,0 | 4,5 | 6,0 | 7,5 | 9,0 | 12 |
Tension U aux bornes de la résistance (V) | |||||||
Intensité I traversant le résistor (mA) | |||||||
Intensité I traversant le résistor (A) | |||||||
Calcul du rapport \frac{U}{I} | |||||||
Moyenne des valeurs de \frac{U}{I} | |||||||
4.
Exploitation des résultats
Tracer la courbe caractéristique du résistor représentant la tension U en fonction de l'intensité du courant I.
Cliquez pour accéder à un module GeoGebra
GeoGebra
5. À l'aide du multimètre, mesurer la valeur de la résistance R du résistor hors du circuit.
6. Comparer la valeur de la résistance R mesurée avec celle de la dernière ligne du tableau.
Interprétation
Quel est le type de courbe obtenue concernant l'évolution de la tension U en fonction de l'intensité I du courant traversant le résistor ? Préciser le nom de la relation mathématique associée à ce type de courbe.
Conclusion
Répondre à la problématique de l'activité en cochant l'expression correspondant à la loi d'Ohm que Sarah a oubliée.Une erreur sur la page ? Une idée à proposer ?
Nos manuels sont collaboratifs, n'hésitez pas à nous en faire part.
j'ai une idée !
Oups, une coquille
