Chapitre 8 : Exercices - Les circuits électriques

Exercice 1 : Schématiser un circuit simple

Un montage comprend une pile, un interrupteur fermé, un moteur et des fils de connexion. Le moteur tourne normalement.

Réaliser le schéma normalisé de ce circuit à la règle sous forme rectangulaire.
Indiquer sur le schéma le sens conventionnel du courant électrique à l’aide de flèches rouges.
Si l’interrupteur est ouvert, le moteur continue-t-il de tourner ? Justifier la réponse.

Exercice 2 : Le circuit de la maison (La dérivation)

Dans une habitation, toutes les lampes et les appareils électriques sont branchés en dérivation (les uns par-dessus les autres) pour former plusieurs boucles indépendantes.

Quel est le grand avantage du circuit en dérivation si une lampe de la maison grille ou tombe en panne ?
Si la lumière de la cuisine est éteinte, les autres lampes de la maison s’éteignent-elles aussi ? Justifier.
Vrai ou Faux : Dans un circuit en dérivation, tous les appareils dépendent les uns des autres.

Exercice 3 : Scénarios de branchements (Pile plate et pile ronde)

Pour chaque scénario décrit ci-dessous, réaliser le schéma normalisé exact correspondant à la description (même si le montage semble faux ou incorrect), puis indiquer si la lampe brille ou reste éteinte.

Scénario A (La pile plate) : Le plot central d’une lampe est posé directement sur la grande lame positive (+) d’une pile plate. Un fil de connexion relie le culot de la lampe à la petite lame négative (−) de la pile.
Scénario B (La pile ronde) : Une lampe est posée verticalement : son plot central touche la borne positive (+) située en haut d’une pile ronde. Aucun autre fil ni composant n’est ajouté.
Scénario C (L’erreur de boucle) : Un fil de connexion relie la borne positive (+) d’une pile ronde au culot d’une lampe. Un second fil relie la même borne positive (+) au plot central de la lampe. La borne négative (−) reste vide.

Exercice 4 : L’intrus du laboratoire

Un montage en boucle simple contient une pile, une lampe et un interrupteur fermé. On ouvre le circuit entre la lampe et l’interrupteur pour y insérer différents objets du quotidien afin de tester la circulation du courant.

Cas 1 : On insère une règle en plastique.
Cas 2 : On insère une clé en fer.
Cas 3 : On insère une gomme en caoutchouc.

Pour chacun des trois cas, tracer le schéma normalisé complet du circuit incluant l’objet inséré (représenté par un rectangle portant le nom de l’objet).
Pour chaque cas, indiquer si la lampe s’allume ou reste éteinte.
Classer ces trois objets en deux catégories : les conducteurs et les isolants.

🌟 Pour aller plus loin (Optionnel) : Le rôle du générateur et le court-circuit

Partie A : L’énigme du circuit éteint

Un circuit est composé d’un interrupteur fermé, de fils de connexion et d’une lampe. La lampe reste totalement éteinte.

Quel composant indispensable manque-t-il dans ce circuit pour que le courant puisse circuler ?
Quel est le rôle de ce composant manquant dans un circuit électrique ?

Partie B : Le piège du court-circuit

Un élève branche par erreur un fil conducteur directement entre la borne (+) et la borne (−) d’une pile, sans mettre aucune lampe dans le circuit. 3. Comment s’appelle cette action de brancher un fil directement aux bornes du générateur ? 4. Pourquoi cette manipulation présente-t-elle un danger grave au laboratoire ? Décrire ce qu’il se passe pour les fils et la pile.