Cours de physique-chimie de 4ème sur les lois du courant continu

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Présentation du cours de physique-chimie sur les lois du courant continu. Vous y trouverez des schéma simplifiés tout au long du document pour une meilleure compréhension.

Publié le : mercredi 15 janvier 2014
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Leçon 3 : LES LOIS DU COURANT CONTINU
Objectifs : Connaître et vérifier la loi d’unicité de l’intensité en courant continu dans un circuit série. Connaître et vérifier la loi d’additivité de la tension dans un circuit où les dipôles sont en série Connaître et vérifier la loi d’additivité de l’intensité dans un circuit comportant des dérivations Connaître la loi d’égalité des tensions aux bornes de deux dipôles en dérivation. I.L’intensité dans un circuit où les dipôles sont en série
1)Dans un circuit, la lampe consomme t-elle du courant électrique ?
Hypothèse A : je pense que le courant s’use après être passé dans la lampe Hypothèse B : je pense que le courant ne s’use pas après être passé dans la lampe
Expérience:un générateur, une lampe, un interrupteur et mesurons l’intensité enRéalisons un circuit comprenant : plusieurs points du circuit.
Schéma :
Observation :
+
A3
A1
A2
Ampèremètre en position
Intensité mesurée
A1A2A3 I1 I= 0.05 A2= 0.05 A I3= 0.05 A
Les trois ampèremètres indiquent la même valeur et le même signe
Conclusion :I1= I2= I3 La lampe ne consomme pas de courant électrique. Le courant ne s’use pas après être passé dans une lampe (l’hypothèse A est fausse, l’hypothèse B est vraie)Attention: confusion entre courant électrique et énergie électrique. La lampe transforme l’énergie électrique fournit par le générateur en énergie thermique et lumineuse.
Quand les dipôles sont en série dans un circuit, l’intensité du courant est la même en tout point du circuit ;
2)L’intensité dépend-elle de l’ordre des dipôles dans un circuit ?
Hypothèse A : je pense que l’intensité dépend de l’ordre des dipôles dans un circuit Hypothèse B : je pense que L’intensité ne dépend pas de l’ordre des dipôles dans un circuit
Expérience:l’ordre des dipôles du circuit précèdentmodifions
Observation: I’1= 0.05 A I’2=0.05 A I’3=0.05 A I’1= I’2=I’3= I1 L’intensité est la même en changeant l’ordre des dipôles
Conclusion :Quand les dipôles sont en série dans un circuit, l’intensité du courant ne dépend pas de l’ordre des dipôles dans le circuit. fausse, l’hypothèse B est vraie) est(L’hypothèse ALe comportement d’un circuit en boucle simple est indépendant de l’ordre des dipôles associés en série qui le constituent.
3)nombre de dipôles présents dans un circuit ?L’intensité dépend-elle du
Expérience:comprenant : un générateur, deux lampes, un interrupteur et mesurons l’intensité enRéalisons un circuit un point du circuit. Schéma : Observation :
+
A1
I’’1=0.03A I’’1I’1 L’intensité est plus faible avec deux lampes qu’avec une seule
Conclusion :L’intensité dépend du nombre de dipôles présents dans un circuit. Plus il y a de dipôles récepteurs dans un circuit moins l’intensité du courant est forte.
4)la nature des dipôles présents dans un circuit ?L’intensité dépend-elle de
Expérience:lampe, un moteur, un interrupteur et mesuronsRéalisons un circuit comprenant : un générateur, une l’intensité en un point du circuit. Schéma : Observation : I’’’1= 0.02A I’’’1I’’1
+
M
A1
Conclusion :L’intensité dépend de la nature de dipôles présents dans un circuit
Le comportement d’un circuit en boucle simple dépend de la nature et du nombre de dipôles associés en série qui le constituent.Le débit du générateur dépend du circuit II.L’intensité dans un circuit où les dipôles sont en dérivation Expérience :Réalisons un circuit fermé en dérivation comprenant : 2 lampes différentes, un générateur, un interrupteur+ -Schéma : Observation :
L1
BA1
L2 A2
C
I : dans la branche principale
I = 150mA
I1: intensité du I2: intensité du courant traversant courant traversant L1 L2 I1 I= 50 mA1= 100 mA
Conclusion : I= I1+ I2 En B, le courant se partage entre les 2 branches dérivées. Ces courants se rejoignent en C et redonnent le courant principal I. L’intensité du courant dans la branche principale est égale à la somme des intensités des courants dans les branches dérivées (loi d’additivité des intensités)
Remarque :mettons deux lampes identiques dans le circuit, alors elles sont parcourues par le même courantSi nous I1= I2=I/2 L’intensité du courant se conserve
Activité :Sécurité
Il est dangereux de brancher trop d’appareils sur une multiprise car tous ces appareils sont branchés en dérivation : l’intensité du courant arrivant à la multiprise est alors très grande (somme des les courants nécessaires pour chaque appareil) il y a échauffement de la gaine du fil puis possibilité de court-circuit qui peut provoquer des incendies.
Un fusible est un coupe circuit :il fond à partir d’une intensité déterminée et protège l’installation électrique d’une surchauffe.
III.La tension dans un circuit où les dipôles sont en série
Expérience :Réalisons un circuit en série avec deux lampes différentes, et un interrupteur
Schéma :
Observations
Dipôles
Tensions
UPA
A
Générateur
UPN= 6V
UPN + -
UAB
B
Lampe L1 Lampe L2 UPA U= 2 VAB= 4 V
U
LA1ss+oLc2iationInterrupteur UPB= 6 V UBN= 0V
Conclusion :UPN= UPA+ UAB+ UBN Lorsque les dipôles sont en série, la tension aux bornes du générateur est égale à la somme des tensions aux bornes de chaque dipôle.
UPB= UPA+ UAB La tension entre les bornes de l’association en série de plusieurs dipôles est égale à la somme des tensions entre les bornes de chacun des dipôles
IV.La tension dans un circuit où les dipôles sont en dérivation
Expérience :Réalisonsun circuit fermé en dérivation comprenant : une lampe, un moteur, un générateur, un interrupteur Schéma : UPNObservations :
A
C
P
+ -
UBD
UAB
N
B
D
Dipôles
Tensions
Générateur
UPN= 6V
Lampe
UAB= 6V
Moteur
UCD= 6 V
Conclusion :UPN= UAB= UBcDans un circuit où les dipôles sont en dérivation, la tension aux bornes du générateur est égale à la tension aux bornes de chaque branche dérivée.
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