Chapitre 7 : Corrigé des Exercices

Chapitre 7 : Corrigé des Exercices - L’électricité et les circuits simples

Exercice 1 : Maîtriser le vocabulaire (Auto-évaluation)

1. Isolant : Matériau qui s’oppose au passage de l’électricité et bloque le courant.
2. Dipôle : Composant électrique possédant deux bornes pour être branché dans un circuit.
3. Générateur : Dipôle capable de produire et d’introduire le courant électrique dans la boucle.
4. Conducteur : Matériau qui laisse circuler librement le courant électrique à travers lui.
5. Récepteur : Dipôle passif qui utilise l’électricité reçue pour fonctionner (ex : un moteur).
6. Interrupteur : Composant de commande permettant d’ouvrir ou de fermer le passage de l’électricité.

Exercice 2 : Analyser les conditions de fonctionnement

• Montage A (Éteinte) : L’interrupteur étant ouvert, la boucle électrique est brisée. Le courant ne peut pas circuler.
• Montage B (Éclaire) : Il y a un générateur (la batterie), un récepteur (la lampe) et la boucle est fermée. L’absence d’interrupteur n’empêche pas le courant de circuler en continu.
• Montage C (Éteinte) : Le circuit ne contient aucun générateur (pas de pile). Il n’y a donc aucune source d’énergie pour pousser l’électricité dans les fils.
• Montage D (Éclaire) : Les deux conditions indispensables sont réunies : il y a un générateur (la pile) et les composants forment une boucle fermée complète.

Exercice 3 : Trier les matériaux de notre environnement

1. Tableau de classification :

Matériaux Conducteurs	Matériaux Isolants
Une clé en fer	Une règle en plastique
Une fourchette en inox	Une gomme en caoutchouc
Une mine de crayon en graphite	Un morceau de verre
Une bague en or

2. Propriété commune : Tous les métaux ont la propriété d’être d’excellents conducteurs électriques.

Exercice 4 : Tâche complexe - Panne sur la station lunaire

1. Rôle du panneau : Le panneau solaire sert de générateur. C’est un convertisseur d’énergie : il capte l’énergie lumineuse du Soleil pour la transformer en énergie électrique.
2. Fonctionnement nocturne : Pendant la journée lunaire, l’électricité produite par les panneaux a été stockée sous forme chimique dans des batteries (réservoirs de stockage). Pendant la nuit ou en cas de panne du panneau, ce sont les batteries qui prennent automatiquement le relais pour alimenter les récepteurs.
3. Survie dans l’espace : L’électricité alimente des récepteurs essentiels à la vie humaine qui n’existent pas naturellement sur la Lune, comme le système de chauffage (pour contrer le froid spatial thermique) et le recyclage de l’air (pour fournir de l’oxygène respirable). Sans électricité, la base devient instantanément inhabitable.

Exercice 5 : Sécurité au laboratoire et à la maison

1. Rôle du fil électrique : Le fil est composé de deux parties complémentaires :
   • L’intérieur est en cuivre : c’est un excellent conducteur qui permet de transporter l’électricité efficacement.
   • L’extérieur est une gaine en plastique : c’est un isolant parfait qui bloque l’électricité et nous permet de manipuler les câbles avec nos mains en toute sécurité, sans risquer de prendre un choc électrique.
2. Danger des mains mouillées : L’eau du robinet (qui contient des sels minéraux) est un conducteur d’électricité, et la peau humaine devient beaucoup moins isolante lorsqu’elle est humide. Si l’élève touche un fil dénudé ou un composant défectueux avec les mains mouillées, le courant traversera son corps beaucoup plus facilement, ce qui peut provoquer une électrisation grave ou une électrocution.