4° > Électricité – Chap E2 : La mesure de l’intensité du courant électrique

Prophys

Sur une nouvelle feuille, créez un chapitre E2 intitulé « La mesure de l’intensité du courant électrique » puis faire l’activité 1.

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Activité à rechercher avant de venir en cours

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Activité 1 : Savoir dessiner les symboles normalisés

Recopiez le tableau ci-dessous (imprimante interdite) puis complétez les cases manquantes avec les schémas normalisés correspondant (utilisez votre livre ou internet)

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Activités qui seront faites en classe

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Utilisez FIREFOX – le navigateur de Mozilla et débloquez-le à la demande

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Activité 2 : L’intensité électrique dans un circuit avec 2 lampes branchées en série

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1° Définition du branchement en série.

Voir une illustration de 2 lampes branchées en série sur l’image du 2°

Noter dans votre cours la définition suivante de dipôles branchés en série

« Des dipôles sont branchés en série lorsqu’ils sont branchés les uns à la suite des autres avec des fils électriques »

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2° Réaliser le montage des 2 lampes en série à l’aide d’une animation informatique

Cliquez sur l’image ci-dessous pour accéder au module (Si demandé, activer Adobe flash Player… puis Autoriser). Choisir l’onglet (en bas de page) « L1 et L2 en série » puis vérifier que vous avez bien en haut de l’écran le message « Cliquez pour mesurer I1 entre les 2 lampes » . Sinon, cliquez pour faire défiler les options jusqu’à obtenir « Cliquez pour mesurer I1 entre les 2 lampes » .

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Brancher alors les fils de façon à réaliser le montage comme indiqué sur l’image ci-dessus. 

Répondez à la question suivante :

Est-ce que les 2 lampes sont bien allumées ? (Remarque : la deuxième lampe brille à peine)

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3° Insérer un ampèremètre pour mesurer l’intensité électrique entre les 2 lampes.

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  • Cliquer sur le sur le message « Cliquez pour mesurer I1 entre les 2 lampes ». Vous devez avoir à l’écran l’image ci-dessous.

  • Insérer les branchements de l’ampèremètre entre les 2 lampes.
  • Régler l’ampèremètre pour qu’il affiche la valeur de l’intensité.
  • Noter la mesure obtenue pour l’intensité (notée « i » majuscule) : Phrase réponse à compléter :

L’intensité du courant mesuré entre les 2 lampes vaut I1 = … A »

  • Utiliser la règle de conversion pour obtenir la valeur correspondante en milliampère : I1 = …… mA 

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Faites vérifier votre montage par le professeur avec la valeur encore à l’écran

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Activité 3 : Le schéma électrique correspondant

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Le schéma électrique ci-dessous correspond au montage précédent (=activité 2) lorsque l’ampèremètre est branché entre les 2 lampes.

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1° Dessiner le schéma électrique correspondant en utilisant les symboles normalisés.

La réponse vous est donnée ci-dessous. Il vous suffit de la recopier mais vous devez savoir le refaire à partir de la photo du schéma (voir activité 2).

Tous les traits doivent être tirés à la règle !

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2° Représentation du sens du courant électrique.

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Rappel : Le sens du courant est imposé par le générateur ou la pile (voir classe de 5ème).

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Répondez à la question suivante : 

Par laquelle des 2 bornes du générateur le courant sort-il ?

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Représenter du sens du courant :

Sur le schéma précédent, représentez le courant électrique qui entre dans l’ampèremètre en dessinant une flèche (orientée dans le sens du courant) dessinée sur le fil électrique.

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3° Borne d’entrée et borne de sortie du courant pour l’ampèremètre

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3.1° Sur le symbole normalisé de l’ampèremètre ci-dessus, par quelle borne de l’ampèremètre le courant sort-il de l’ampèremètre ?

3.2° Sur le symbole normalisé de l’ampèremètre ci-dessus, par quelle borne de l’ampèremètre le courant entre-t-il dans l’ampèremètre ?

3.3° (Voir Photo) A quelles bornes réelles de l’appareil (10A , mA ou COM) correspond la borne + indiquée sur le symbole normalisé de l’ampèremètre ci-dessus.

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Pour la suite (et ce sera toujours le cas), les bornes de branchement doivent correspondre aux règles qui ont été inscrites ci-dessus. Ces règles sont à apprendre !

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Activité 4 : Mesure de l’intensité électrique dans un circuit avec 2 lampes branchées en série.

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1° Représentation préalable des 3 courants I1, I2 et I3 à mesurer.

  • 1.1° Sur le schéma précédent, on vous a demandé de représenter le courant électrique qui sort du générateur par une flèche. On notera I1 (=imajuscule) au-dessus de cette flèche. 
  • 1.2° Représenter par une flèche le courant électrique qui entre dans le générateur. On pourra noter I3 (=imajuscule) à côté de cette flèche. 
  • 1.3° Représenter par une flèche le courant électrique entre les 2 lampes. On pourra noter I2 (=imajuscule) à côté de cette flèche. 

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2° Réaliser les mesures de I1, I2 et I3 (définis ci-dessus) en utilisant la borne 10 A.

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Selon la mesure que vous voudrez faire, utiliser la possibilité de changement d’écran en cliquant sur un des messages affichés en haut de l’écran (voir copie d’écran ci-dessous)

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2.1° Cliquer sur le message « Cliquez pour mesurer I2 entre les 2 lampes » (en haut de l’écran) pour mesurer I2.

C’est la même mesure que précédemment. Brancher l’ampèremètre pour refaire la mesure de I2 (=courant qui circule entre les 2 lampes) et écrivez une phrase réponse suivant le modèle ci-dessous :

Réponse : « Sur l’animation, j’ai mesuré l’intensité I2 entre les 2 lampes. On obtient : I2 = …… A »

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2.2° Cliquer sur le message « Cliquez pour mesurer I1 à la sortie et I3 à l’entrée du générateur » «  (en haut de l’écran) pour mesurer I1 et I3.

  • Brancher l’ampèremètre pour faire la mesure de I3 (=courant qui entre par la borne – du générateur) et écrivez une phrase réponse (voir modèle ci-dessous) :

Réponse : « Sur l’animation, j’ai mesuré l’intensité I3 à l’entrée du générateur. On obtient : I3 = …… A »

  • Brancher l’ampèremètre pour faire la mesure de I1 (=courant qui sort par la borne + du générateur) et écrivez une phrase réponse (voir modèle ci-dessous) :

Réponse : « Sur l’animation, j’ai mesuré l’intensité I1 à la sortie du générateur. On obtient : I1 = …… A »

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3° Conclusion : relation entre les intensités électriques dans un circuit en série

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Quelle relation existe-t-il entre les valeurs précédentes I1,  I2 et I3 ? 

… = … = …

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Activité 5 : Loi d’unicité des intensités dans un circuit en série

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1° Ci-dessous, on a représenté simultanément les 3 ampèremètres sur le circuit :

Par exemple, on y mesure Ipile = 0,32 A ; IL1 = 0,32 A ; IL2 = 0,32 A 

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2 En déduire la règle générale pour l’intensité dans un circuit en série (à compléter et à noter dans votre cours).

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« Dans un montage en série, l’intensité électrique est … (choisir et recopier la bonne proposition)

  • identique en tous points du circuit en série.
  • différente selon l’endroit où on effectue la mesure de l’intensité.
  • différente avant et après le générateur.

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3° Loi d’unicité de l’intensité pour un circuit en série.

Noter dans votre cours la loi d’unicité de l’intensité qui s’appliquent dans un circuit ou une branche (=portion de circuit) en série :

« DANS UN BRANCHE DE CIRCUIT EN SÉRIE, L’INTENSITÉ DU COURANT ÉLECTRIQUE EST LA MÊME DANS TOUTE LA BRANCHE EN SÉRIE« 

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Pour mieux comprendre l’utilisation des calibres du multimètre

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Pourquoi utiliser des calibres différents pour une même mesure de l’intensité ?

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1° Obtenir la meilleure précision possible pour une mesure

La position mA donne des résultats plus précis (en milliampère) mais elle n’est pas adaptée pour les fortes intensités et le fusible de l’appareil peut alors griller. Attention : Il ne faut donc pas utiliser un trop petit calibre pour une forte intensité.

Si la valeur I2 = 190 mA que vous venez d’obtenir est compatible avec un calibre plus petit, c’est à dire inférieure à la valeur indiquée sur le calibre que vous voulez utiliser…

…c’est à dire ici 200 mA →

…dans ce cas, vous pouvez obtenir une mesure plus précise en utilisant ce calibre sans risque pour l’ampèremètre.

Réponse attendue :

C’est actuellement le cas (car 190 mA < 200 mA). On peut donc changer de calibre pour faire la même mesure de I2.

Noter dans votre cours : On obtient finalement I2 = …… mA

Ce qui est une mesure compatible avec la précédente mais beaucoup plus précise.

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2° Règles pour l’utilisation optimale des calibres :

Règle 1 : Dans le doute, pour une première mesure on utilise toujours le calibre le plus grand disponible.

Règle 2 pour un changement de calibre : Lorsque la valeur mesurée est inférieure à la valeur indiquée sur un calibre plus petit, on peut changer de calibre pour obtenir une meilleure précision de la même mesure.

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 Bilan

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 Corrigés

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Des éléments de correction apparaitront ici lorsque le chapitre aura été complété.

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