Chapitre 8 : Corrigé des Exercices - Les circuits électriques

Exercice 1 : Schématiser un circuit simple

Schéma normalisé : Le schéma doit être tracé proprement à la règle sous forme de rectangle, incluant les symboles normalisés de la pile, de l’interrupteur fermé et du moteur branchés en boucle simple.
Sens du courant : Les flèches rouges doivent être placées sur les fils de connexion, pointant vers l’extérieur à partir de la borne (+) de la pile et revenant vers la borne (−).
Ouverture de l’interrupteur : Si l’interrupteur est ouvert, le moteur s’arrête de tourner. Pour que le courant circule, la physique impose que le circuit forme une boucle fermée. L’ouverture de l’interrupteur coupe le passage de l’électricité.

Avantage de la dérivation : Si une lampe grille ou tombe en panne, les autres boucles du circuit restent fermées. Toutes les autres lampes continuent de fonctionner normalement.
Extinction d’une lampe : Non, les autres lampes restent allumées car chaque pièce possède sa propre boucle indépendante reliée au générateur.
Vrai ou Faux : Faux. Dans un circuit en dérivation, les appareils sont totalement autonomes et indépendants.

Scénario A (La pile plate) :
- Schéma : Tracé d’une boucle simple où une borne de la pile va au plot et l’autre borne va au culot.
- État de la lampe : La lampe brille. Le courant peut circuler car les deux bornes de la pile sont reliées aux deux zones de contact de la lampe (plot et culot), formant une boucle fermée complète.
Scénario B (La pile ronde) :
- Schéma : Tracé d’une ligne reliant uniquement la borne (+) de la pile au plot de la lampe. La borne (−) n’est reliée à rien.
- État de la lampe : La lampe reste éteinte. Il n’y a pas de fil pour ramener le courant vers la borne (−) de la pile : le circuit est ouvert.
Scénario C (L’erreur de boucle) :
- Schéma : Tracé de deux fils partant tous les deux de la borne (+) de la pile, l’un allant au plot et l’autre au culot. La borne (−) reste vide.
- État de la lampe : La lampe reste éteinte. Pour que le courant circule, il faut obligatoirement utiliser les deux bornes différentes (+ et −) de la pile. Ici, le circuit ne forme pas une boucle fermée entre les deux bornes.

Tracé des schémas : Les trois schémas se présentent sous forme de rectangles à la règle. Dans la boucle, à côté de la lampe, un rectangle légendé spécifie l’objet testé (“Règle en plastique”, “Clé en fer”, “Gomme”).
État de la lampe :
- Cas 1 (Règle) : La lampe reste éteinte.
- Cas 2 (Clé) : La lampe s’allume.
- Cas 3 (Gomme) : La lampe reste éteinte.
Classement des matériaux :
- Conducteurs (laissent passer le courant) : La clé en fer.
- Isolants (bloquent le courant) : La règle en plastique et la gomme en caoutchouc.

Composant manquant : Il manque le générateur (comme une pile ou une batterie).
Rôle du générateur : Le générateur est le moteur du circuit. Son rôle est de fournir l’énergie électrique et de pousser le courant dans les fils de connexion.

Nom de l’action : Cette action s’appelle un court-circuit.
Danger au laboratoire : En l’absence de récepteur (lampe ou moteur) pour freiner l’électricité, l’intensité du courant devient instantanément très élevée. La pile et les fils de connexion subissent un échauffement thermique extrême, ce qui peut les faire fondre ou déclencher un incendie.