CH10:Les lois de l'intensité et de la tension( livre ch7 p )

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1 CH10:Les lois de l'intensité et de la tension( livre ch7 p108-123 )
Objectifs: Noter dans le cahier de texte pour la séance prochaine: A lire Documents pages ; Cahier de brouillon :exercices tests de 1 à 8p119 ( solutions p220 ). Cahier d’exercices . Ex1: 9, 10,13, 14,15 p120. Ex2: 16,17 et 19 p121 Ex3: 20 et 21 p121. Les exercices Tests ou " Vérifie tes connaissances "  de chaque chapitre sont à faire automatiquement sur le cahier de brouillon pendant toute l’année. Tous les schémas d'électricité sont à réaliser uniquement au crayon et à la règle. CH10:Les lois de l'intensité et de la tension( livre ch7 p ) * Vérifier les lois sur l'intensité et la tension dans un circuit en boucle simple ou circuit en série. * Vérifier les lois sur la tension et l'intensité dans un circuit comprenant des dérivations. *Utilisation du simulateur crocodiles physics.

2 I) Quelles sont les propriétés de la tension et de l’intensité électrique?
A) Tableau récapitulatif des propriétés de l'intensité et de la tension. Comment représenter les propriétés étudiées de la tension et de l'intensité par rapport aux différents circuits étudiés? Grandeurs électriques Intensité du courant Tension électrique Types de circuit. Symbole ,Unité I Ampère Symbole ,Unité U Volt ? UNICITE Circuit en boucle simple ou circuit en série . Une seule intensité A mA COM I1=I2=I3=Ig ? UNICITE Circuit avec dérivations Une seule tension V COM U1=U2=U3=Ug Circuit mixte ( dipôles branchés en série et en dérivation ). Laisser 5cm

3 aB bH bB B) Réalisation expérimentale.
On souhaite réaliser un circuit comprenant trois parties: Partie1:Les uns derrière les autres:un générateur, interrupteur K1 une lampe L1,et un ampèremètre A1.( N1P3 ) N1 P3 P5 P7 N5 N8 bB bH aB aH A P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 aB bH bB aH A1 A1 L1 L1 K1 K1

4 Partie2: Les uns derrière les autres:un interrupteur K2 ,une lampe L2 , et un ampèremètre A2. ( P5N5 ) Partie2 aux bornes de la Partie 1 ( en dérivation ). P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 aB bH bB aH A A1 K1 L1 K2 K2 C A2 A2 D L2 L2

5 Partie3: Les uns derrière les autres: un interrupteur K3 ,une lampe L3, une résistance R et un ampèremètre A3. ( P7N8 ) Partie3 aux bornes de la Partie 2 ( en dérivation ). P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 aB bH bB aH A A1 K1 L1 K2 A2 C D L2 K3 E K3 A3 A3 F R R H L3 L3

6 aB bH bB C) Mode opératoire et tableau de mesure ( Doc2 ).
1) On s'occupe UNIQUEMENT des intensités dans le circuit. Dans le montage, il y a trois ampèremètres, on ne possède qu'un seul; il suffit de remplacer les ampèremètres manquants par des STRAPS On place l’ampèremètre en position A1; A2= S2 , A3= S3. a)Branche N1P3. On place l’ampèremètre en position A2; A1= S1 , A3= S3. b)Branche P5N5. On place l’ampèremètre en position A3; A1= S1 , A2= S2. g)Branche P7N8. P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 aB bH bB aH L1 K1 K2 L2 K3 L3 R A1 A1 A2 A3 S2 S3 Mesurer l'intensité du courant dans chaque branche, ampèremètre sur 200mA DC , compléter uniquement les valeurs expérimentales Ig,I1 I2 et I3, selon la position des interrupteurs (Doc2).

7 On mesure les intensités Ig=I1 correspondante aux positions des interrupteurs (K1,K2 ,K3)
Branche N1P3 puis on complète les valeurs expérimentales correspondantes du tableau de mesure (doc2). Branches Interrupteurs K1=0 et K2=K3=0,1 K1=K2=1 et K3=0 K1=K3=1 et K2=0 K1=K2=K=1 expérimental Générateur Crocodile Physics Ig= ;Ug= Expérimental Lampe L1 I1= ;U1= Lampe L2 I2= ;U2= Résistance R I3= ;U4= Lampe L3 I3= ;U3= 0A Branche N1P3 0A 0A Branche P5N5 0A Branche P7N8 0A

8 Conclusions I3= ;U3= I2= ;U2= I3= ;U4= Ig= Ug= I1= ;U1= Ig= ;Ug= 0A Ig
expérimental Lampe L3 Crocodile Physics I2= ;U2= Expérimental Lampe L2 I3= ;U4= Résistance R Conclusions Ig= Ug= I1= ;U1= Lampe L1 Ig= ;Ug= Générateur K1=K2=K=1 K1=K3=1 et K2=0 K1=K2=1 et K3=0 K1=0 et K2=K3=0,1 Interrupteurs Branches 0A Ig Ig Ig Branche N1P3 0A I1 I1 I1 0A I2 I2 I2 Branche P5N5 0A I3 I3 I3 Branche P7N8 I3 I3 0A I3 0A =I2=I3 I2 I3 I2 I3 I2 I3

9 On remplace les trois ampèremètres par des STRAPS ( S1, S2 et S3 ).
C) Mode opératoire et tableau de mesure ( Doc2 ). 2) On s'occupe UNIQUEMENT des tensions dans le circuit. On remplace les trois ampèremètres par des STRAPS ( S1, S2 et S3 ). Mesurer la tension aux bornes de chaque dipôle ( générateur, L1, L2, L3 et la résistance ) puis compléter les valeurs expérimentales Ug,U1, U2 , U3 et U4 , selon la position des interrupteurs (Doc2). On utilisera un seul voltmètre branché sur 20V DCV. P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 aB bH bB aH L1 K1 K2 L2 K3 L3 R S2 S3 S1 A1 A2 A3 V Ug U1 U2 U3 U4

10 I3= ;U3= expérimental Lampe L3 Crocodile Physics I2= ;U2= Expérimental Lampe L2 I3= ;U4= Résistance R Conclusions Ig= Ug= I1= ;U1= Lampe L1 Ig= ;Ug= Générateur K1=K2=K=1 K1=K3=1 et K2=0 K1=K2=1 et K3=0 K1=0 et K2=K3=0,1 Interrupteurs Branches Branche N1P3 P5N5 P7N8 0A =I2=I3 Ig I1 I2 I3 6V Ug Ug U1 U2 U4 U3 Ug U1 U2 U4 U3 0V U1 0V U2 0V U4 0V U3 6V Les données U et I de crocodile physics sont à compléter en salle informatique .

11 D) Étude des circuits obtenus selon la position des interrupteurs.
On s’occupe des résultats obtenus par colonne. ( doc2) . 1) Première colonne: K1=0 et K2=K3=0,1 A K1 N1 bB bH aB aH P3 A1 L1 P7 E H F R N8 K3 L3 A3 P5 C D K2 L2 A2 N1 bB Pas de circuit , uniquement le générateur à vide.( Si K1=0 )

12 Unicité de l'intensité; une SEULE intensité.
2) Deuxième colonne: K1= K2=1 ; K3=0 A K1 N1 bB bH aB aH P3 A1 L1 P7 E H F R N8 K3 L3 A3 P5 C D K2 L2 A2 A K1 N1 bB bH aB aH P3 A1 L1 P5 C D K2 L2 A2 I1 Ig I1 I2 I2 Ig 6V I1 U1 I1 U1V I2 Ig I2 U2V Ig U2 Ug 0A 0V Ig I2 Ig = ADDITIVITE 0A 0V Intensités = UNICITE Tensions Ug= 6V, U1= U1 , U2= U2V Circuit boucle simple ou circuit en série. Addition = Additivité I1 I2 Ug = U1 + U2 Ig =I1 =I2 = ? A Dans un circuit en série, la tension du générateur est égale à la somme des tensions des autres dipôles U1 + U2 Unicité de l'intensité; une SEULE intensité.

13 Unicité de l'intensité; une SEULE intensité.
3) Troisième colonne: K1= K3=1 ; K2=0 A K1 N1 bB bH aB aH P3 A1 L1 P7 E H F R N8 K3 L3 A3 P5 C D K2 L2 A2 N8 A K1 N1 bB bH aB aH P3 A1 L1 P7 E K3 L3 A3 R H I1 F Ig I1 I3 I3 Ig 6V I1 U1 I3 I1 U1V Ig U4 0A 0V Ig U3 Ug I3 U4V Ig I3 Ig Intensités = UNICITE = ADDITIVITE Tensions I3 U3V Ug= 6V, U1= U1, U4= U4V, U3= Circuit boucle simple ou circuit en série. U4V U1 + U3 + U4 Additivité Addition I1 = Ug = I3 Ig =I1 =I3 = ? A Dans un circuit en série, la tension du générateur est égale à la somme des tensions des autres dipôles U1+U3+U4 Unicité de l'intensité; une SEULE intensité.

14 4) Quatrième colonne: K1= K3= K2=1 Ig
bB bH aB aH P3 A1 L1 P7 E H F R N8 K3 L3 A3 P5 C D K2 L2 A2 Ig I2 I3 A K1 N1 bB bH aB aH P3 A1 L1 P7 E H F R N8 K3 L3 A3 P5 C D K2 L2 A2 I3 Ig I2 U1 Ig 6V Ig U4 Ig U1V I3 Ig I2 U2 U3 I3 I2 U2V Ug Ig I3 U4V Ig I2 I3 Ig Tensions 6V, = ADDITIVITE Ug= U1= U1, Ug-U1= Ug1V Intensités I3 U3V U2= U2V, U2= U2V Ig= A , I2= I2 , I3= I3 U4= U4V, U3 = U3 V U3+U4= U34 I2 Ig= I2 + I3 Addition I3 Additivité + Ug-U1= U2  Ug= U1 L'intensité du générateur est égale à la somme des intensités des branches dérivées. + U2 U1+U2 U1+ U3+U4 U2= U3+U4  Ug= Ug=U1+U3+U4

15 I Ampère UNICITE Une seule intensité I1=I2=I3=Ig A mA COM V Une seule tension U1=U2=U3=Ug U Volt Circuit mixte ( dipôles branchés en série et en dérivation ). Circuit en boucle simple ou circuit en série . Circuit avec dérivations I) Quelles sont les propriétés de la tension et de l’intensité électrique? A) Tableau récapitulatif des propriétés de l'intensité et de la tension. Comment représenter les propriétés étudiées de la tension et de l'intensité par rapport aux différents circuits étudiés? Grandeurs électriques Intensité du courant Symbole ,Unité Tension électrique Symbole ,Unité Types de circuit. ? ADDITIVITE Plusieurs tensions Ug=U1+U2+U3 ADDITIVITE ? Plusieurs intensités Ig=I1+I2+I3 UNICITE = SERIE ADDITIVITE = SERIE UNICITE = DERIVATIONS ADDITIVITE = DERIVATIONS

16 E) Conclusion: Dans un circuit électrique où circule une seule intensité , les dipôles sont branchés les uns derrière les autres , ils forment une boucle simple ou circuit en série ( colonne 2 et 3 ). K1= K2= 1, K3=0 K1= K3= 1, K2=0 K1= K3= K2=1 Dans un circuit où circulent plusieurs intensités ( colonne 4:3 intensités différentes ) , les dipôles parcourus par une même intensité sont en série et ils sont en dérivations par rapport aux autres.

17 3 2 1 Propriétés de l’intensité dans un circuit avec dérivations
Par convention on appelle branche d’un circuit ou branche active tout fil électrique contenant des dipôles branchés les uns derrière les autres et parcouru par un courant. A) Branche d’un circuit : celle qui contient le générateur. Elle est composée du générateur,A1 et L1 . On peut la nommer 1) Branche principale = {P5L1 N5} 2) Branches dérivées = celles qui partent de la principale La première et la deuxième Elles partent toutes les deux à partir des points {P5L2 N5} {P5L3 N5} Nœud P5 P5 et N5 . 3 B) Nœud d’un circuit : G H F A 3 I D C R 2 N 5 6 P 8 1 6V D.C + - L L1 L2 L3 I3 c’est l’intersection de trois branches au MINIMUM. 2 1 et Nœud N5

18 C) Circuit en série: C’est un circuit formé d’une seule branche active. Si l’un des dipôles tombent en panne les autres s’arrêtent de fonctionner. Il possède une seule intensité. D) Circuit ou dipôles en dérivation: C’est un circuit formé de trois branches actives au minimum. Si l’une des branches dérivées tombe en panne les autres branches continuent de fonctionner. Le nombre d’intensité dans le circuit est égale au nombre de branches actives Un circuit où les dipôles sont en dérivation possèdent au MINIMUM deux nœuds électriques. E) Propriétés de l’intensité dans un circuit avec dérivations. * L’intensité de la branche principale est égale à la somme des intensités dans les branches dérivées. * La somme des intensités qui arrivent à un nœud est égale à la somme des intensités qui partent de ce nœud.

19 Conclusions I3= ;U3= I2= ;U2= I3= ;U4= Ig= Ug= I1= ;U1= Ig= ;Ug= 0A
expérimental Lampe L3 Crocodile Physics I2= ;U2= Expérimental Lampe L2 I3= ;U4= Résistance R Conclusions Ig= Ug= I1= ;U1= Lampe L1 Ig= ;Ug= Générateur K1=K2=K=1 K1=K3=1 et K2=0 K1=K2=1 et K3=0 K1=0 et K2=K3=0,1 Interrupteurs Branches 0A Branche N1P3 0A 0A Branche P5N5 0A Branche P7N8 0A 0A =I2=I3 6V U2=U3=U4= 0V

20 P5 C D K2 L2 A2 P7 E H F R N8 K3 L3 A3 A K1 N1 bB bH aB aH P3 A1 L1 N5

21 aB bH bB E C A R F D R H A1 A3 A2 A2 A3 P3 P7 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8
N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 aB bH bB aH P3 L1 A1 A1 K2 K2 K3 K3 C E A A3 A2 L1 A2 A3 aH K1 R F aB D R K1 bH L2 L2 L3 H bB L3 N1 N5 N8