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Exercices

Sommaire

Je me teste

Exercice corrigé

10

Adaptation de tension.

Thibaut veux brancher une pile de tension nominale 9 V avec une lampe dont les valeurs nominales sont 4,5 V et 350 mA. Farès lui déconseille et pense que c’est dangereux. Pour vérifier, ils font les mesures suivantes :
1.
Dans quelles situations la lampe fonctionne-t-elle mal mais sans danger ?
2.
Dans quelle(s) situation(s) la lampe brille-t-elle comme prévu par le constructeur ?
3.
Dans quelle(s) situation(s) la lampe risque-t-elle de s’endommager ?
4.
Sans faire de mesure, quelles grandeurs auraient pu permettre de retrouver tes réponses précédentes ?
5.
Que peut-on en déduire sur ce qui doit être fait pour utiliser au mieux un récepteur ?
6.
Dans quel cas ne doit-on pas associer un générateur et un récepteur dans un circuit ?
Tension du générateur3 V4 V4,5 V5 V6 V9 V
Éclat de la lampetrès faiblefaiblebontrès bonaveuglanttrès aveuglant puis nul
Températurefroidefaiblefaibleun peu chaudetrès chaudebrulante un instant
Doc. 1
Adaptation de tension

Étapes de la méthode

  • Faire attention aux mots utilisés dans la question. Pour savoir si la lampe fonctionne mal, c’est son éclat qui donne la réponse. Pour savoir si la lampe fonctionne sans s’endommager, c’est la température qui donne la réponse.
  • Lire et utiliser l’ensemble de l’énoncé : les informations données doivent servir dans au moins une question. Si on doit répondre sans les mesures du tableau alors la réponse se trouve avant, dans le début de l’énoncé.
  • Si la question commence par « Que peut-on en déduire », c’est que la réponse est liée à la question précédente. Il faut réutiliser et compléter une partie de la réponse précédente.

Corrigé :

  • La lampe fonctionne mal avec les générateurs de 3 V et 4 V.
  • Pour une tension de 4,5 V et de 5 V la lampe fonctionne correctement.
  • Utiliser des tensions supérieures à 6 V est risqué.
  • Il s’agit des valeurs nominales du générateur et de la lampe.
  • On doit comparer les valeurs nominales des deux appareils : la tension nominale du récepteur doit être égale (ou légèrement inférieure) à celle du générateur.
  • Si la tension nominale du générateur est supérieure à celle du récepteur, il y a un risque d’abimer le récepteur.
11

Le chargeur est-il adapté ?

Les cordons et prises des chargeurs des ordinateurs portables ne sont pas tous les mêmes alors que c’est le cas pour la plupart des tablettes dotées d’un port micro-USB.
1.
Chez toi et avec tes camarades, recherche et note les valeurs des tensions nominales de différents modèles de batterie pour ordinateur et pour tablette.
2.
Justifie alors qu’il est possible de charger une tablette avec le chargeur d’un autre modèle.
3.
Justifie qu’il ne faut pas utiliser le chargeur d’un ordinateur pour la batterie d’un autre portable.
4.
Que peut-il se passer si cela se produisait par mégarde ?

Je m'entraine

12

Mesure de la tension et de l’intensité.

1.
Recopie et complète chaque schéma avec les symboles des appareils utilisés et les bornes utilisées. Précise la grandeur et le nom de l’appareil et indique le sens du courant.
Doc. 1
Mesure de la tension 1.
Doc. 2
Mesure de la tension 2.
13

Erreur de branchement.

Le voltmètre de Thomas affiche -3,65 V.
1.
Quelle erreur a-t-il faite en le branchant ?
14

Mesure de la tension.

1.
Si un schéma est faux, refais-le en le corrigeant et expliquer l’erreur commise avec une phrase.
Doc. 3
Mesure de la tension.
15

Multiple et unité.

Charline compare deux lampes. L’une est marquée 0,35 A, l’autre 100 mA.
1.
Quelle lampe possède la plus grande intensité nominale ?
16

Choisir les bornes d’un voltmètre.

1.
Refais les schémas en précisant les bornes utilisées sur les voltmètres et en indiquant le sens du courant pour que les tensions affichées soient bien positives.
Doc. 4
Choisir les bornes d'un voltmètre.
17

Utilisation d’un ampèremètre.

1.
Si un schéma est faux, refais-le en le corrigeant et rédige une phrase pour expliquer l’erreur commise.
Doc. 5
Utilisation d'un ampèremètre.
18

L’unité de l’intensité.

Un multimètre affiche 348 mA.
1.
Quelle est la fonction utilisée sur cet appareil ?
2.
Dans le Système international, quelle est l’unité de la grandeur mesurée ?
3.
Convertis le résultat affiché dans cette unité.
19

Tensions et voies ferrées.

Les trains en France ont tous une alimentation différente.
1.
Convertis ces tensions en volts.

Une notion, trois exercices

20

Mesurer la tension d’une pile

Sienna désire contrôler une pile de 1,5 V de tension nominale. Pour cela, elle réalise quatre mesures à l’aide d’un multimètre réglé en voltmètre.
1.
Quel calibre a-t-elle utilisé dans les mesure A, B, C, et D.
2.
Quel est le problème dans la mesure C ?
3.
Indique la mesure qui est la plus précise et la mesure la moins précise.
4.
À partir de ta réponse précédente, donne le meilleur calibre pour cette mesure.
Doc. 1
Mesurer la tension d'une pile.
20

Mesurer la tension d’une alimentation

Joaquim désire contrôler la tension d’une alimentation de 6 V. Il mesure la tension entre ses bornes à l’aide d’un multimètre réglé en voltmètre. Les calibres du multimètre sont 200 mV, 2 V, 20 V et 200 V. Avec le calibre 200 V, le multimètre affiche : 006.
1.
Quelle est l’unité de la mesure affichée par le multimètre ?
2.
Quel(s) calibre(s) ne peut pas convenir pour cette mesure ?
3.
Quel calibre va-t-il utiliser pour avoir la mesure la plus précise possible ?
20

Mesurer la tension d’une batterie

Jeanne désire contrôler une batterie dont la tension nominale est 12,6 V. Elle dispose d’un voltmètre dont les calibres sont 200 mV, 2 V, 20 V et 200 V.
1.
Quel calibre Jeanne doit-elle utiliser pour avoir la tension mesurée la plus précise ? Justifie ta réponse.
2.
Quel(s) calibre(s) ne peut pas convenir pour cette mesure ?
Doc. 2
Mesurer la tension d'une batterie.

J'approfondis

21

Les appareils sont-ils correctement connectés ?

1.
Refais les schémas proposés, en indiquant le sens du courant et en corrigeant si besoin les branchements pour que les valeurs affichées par l’appareil de mesure soient positives.
Doc. 1
Appareils correctement connectés.
22

Le générateur et la lampe sont-ils bien adaptés ?

On utilise une lampe (4,5 V ; 350 mA) avec des piles 9 V, 4,5 V et 1,5 V.
1.
Associe à chaque situation la pile utilisée.
2.
Que va-t-il se passer si on laisse la lampe branchée dans la situation ? Et dans la situation ?
3.
À ton avis, quelle est l’intensité dans la situation 3 : 60 mA ou 600 mA ? Explique ton raisonnement.
Doc. 2
Générateur et lampe.
23

Quel calibre utiliser?

Tiphaine veut contrôler l’indication notée sur la batterie de son smartphone (3,70 V).
1.
Quel calibre doit-elle utiliser pour mesurer la tension ?
2.
Que se passera-t-il si elle utilise le calibre 2 V ? Et le calibre 200 V ?
Doc. 3
Quel calibre.
24

Devine les valeurs manquantes.

On utilise une pile de 9 V.
1.
Donne les valeurs que doivent afficher les trois voltmètres et l’ampèremètre.
Doc. 4
Devine les valeurs manquantes.
25

Peut-on échanger ses chargeurs de batterie ?

De nombreux téléphones et tablettes ont la même prise électrique (micro USB), il est donc possible de les échanger.
1.
Chez toi ou avec tes camarades, relève les tensions nominales de plusieurs appareils et justifie s’il est possible d’utiliser un chargeur d’un autre appareil que le sien sans danger.
2.
Une marque américaine dont le logo est une pomme croquée n’utilise pas les mêmes formes de prise. Recherche et note les valeurs des tensions nominales qu’elle utilise. Serait-il possible d’utiliser ses chargeurs pour un téléphone concurrent sans risque ?
26

Comparaisons de grandeurs.

Dans chaque cas, indique si la première valeur est égale, supérieure ou inférieure à la seconde :
1.
250 mA et 0,025 A.
2.
1 500 V et 1,5 kV.
3.
500 mA et 0,55 A.
4.
0,02 kV et 20 V.
5.
23 mA et 0,23 A.
6.
4 400 mA et 4,5 A.
7.
12,0 V et 1200 mV.
8.
0,23 kV et 23 000 mV.
27

Vérifications expérimentales.

Brahim contrôle la tension et l’intensité d’une lampe (6 V; 100 mA) en activité expérimentale. Son binôme n’a pas eu le temps de noter tous les résultats.
1.
Pourrais-tu compléter les tableaux ?
Doc. 5
Vérifications expérimentales.
28

Générateur ou récepteur ?

Il y a certainement dans ta maison de nombreux chargeurs de téléphone ou d’autres appareils.
1.
Quelle information est toujours inscrite sur les chargeurs ?
2.
Un chargeur joue-t-il le rôle d’un récepteur ou d’un générateur ?
3.
Rassemble les valeurs des tensions nominales de ces chargeurs dans un tableau.
4.
À quel moment la batterie de ton téléphone joue-t-elle le rôle de générateur ?
5.
Peut-elle être aussi un récepteur ? À quel moment ?
6.
Quelle est la tension nominale de la batterie de ton téléphone ?
29

L’appareil est-il bien branché ?

En technologie, Lyna a vu que les lampes à DEL consomment très peu. Elle veut vérifier l’intensité de la lampe de son vélo (DEL 3 V; 25 mA) et réalise le montage suivant :
1.
La DEL brille alors que l’ampèremètre affiche 0. As-tu une explication à proposer ?
2.
Que doit-elle corriger pour que l’appareil affiche l’intensité qui circule dans la DEL ?
Doc. 6
Bien branché.
30

Choix du calibre du voltmètre.

On a utilisé les différents calibres d’un voltmètre pour mesurer la tension d’une batterie de valeur nominale 6 V. On a photographié les écrans du multimètre :
1.
Replace les différentes valeurs correspondant aux calibres de l’appareil :
2.
Quel est le calibre qui donne la mesure la plus précise ?
3.
Quelle est la valeur de la tension mesurée ?
4.
De manière générale, dans quelle situation l’appareil affiche-t-il 1. ?
Doc. 7
Choix du calibre du voltmètre.
31

Peux-tu voyager sans risque avec tes appareils électriques ?

1.
Lors d’un voyage scolaire, tu séjournes une semaine en Angleterre. Dois-tu emmener avec toi les chargeurs de ton ordinateur portable et de ton téléphone, ou sera-t-il possible d’utiliser des chargeurs de ton correspondant anglais ? Justifie ta réponse.
2.
Quelle grandeur dois-tu rechercher sur internet pour savoir si tu peux utiliser aux États-Unis ton matériel sans risque de l’abimer ? Et le faire fonctionner normalement ?
3.
Si tu achètes du matériel à New York, peut-il fonctionner en France sans risque ?
4.
Recherche s’il y a d’autres pays concernés par un problème de compatibilité électrique.

Je résous un problème

Problématique

1.
Pourquoi y a-t-il plusieurs calibres sur certains multimètres ?

À partir d’une série de mesures de tension que tu as réalisées, présente sur papier une synthèse qui explique :
  1. Dans quel ordre utiliser les différents calibres lors d’une mesure.
  2. Le calibre qui permet de réaliser la mesure la plus précise.
Doc. 1
Je résous un problème.

Exercices supplémentaires

Conversions d'unité.

1.
Convertis les tensions suivantes en volts :

Parcours de compétences

Parcours de compétences

Tu désires mesurer la tension aux bornes d’une lampe, et l’intensité du courant qui la traverse.
1.
Recopie sur ta feuille le schéma du circuit électrique. Ajoute un multimètre correctement branché pour chaque mesure en précisant le nom des bornes utilisées et le positionnement du sélecteur.

Niveau 1 - J’utilise correctement le matériel déjà installé.

Coup de pouce : À l’aide de la fiche méthode n°5 p. 234, indique comment se branche le multimètre pour mesurer une tension ou une intensité et repère les bornes utiles.

Niveau 3 - En autonomie, j’installe une paillasse ordonnée, et j’utilise à chaque étape le matériel prévu par les consignes.

Coup de pouce : Positionne le matériel d’une manière similaire à celle du schéma. Applique-toi à ne pas croiser les fils de connexion. Les connexions qu’ils établissent doivent être clairement visibles.

Niveau 2 - Avec de l’aide, j’installe et j’utilise correctement le matériel, en suivant les consignes dans le bon ordre.

Coup de pouce : À l’aide de la fiche méthode n°5, précise dans quel cadran doit se trouver le sélecteur pour la mesure de tension continue, ou d’intensité continue.

Niveau 4 - En autonomie, j’organise l’utilisation du matériel puis je réalise des mesures ou des observations précises et méthodiques.

Coup de pouce : Vérifie que le calibre des appareils est ajusté et que le branchement permet de lire des valeurs positives.

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DYS

Exercice 26 : Comparaisons de grandeurs.

Dans chaque cas, indique si la première valeur est égale, supérieure ou inférieure à la seconde :

Question 1

Énoncé
250 mA et 0,025 A.

Question 2

Énoncé
1 500 V et 1,5 kV.

Question 3

Énoncé
500 mA et 0,55 A.

Question 4

Énoncé
0,02 kV et 20 V.

Question 5

Énoncé
23 mA et 0,23 A.

Question 6

Énoncé
4 400 mA et 4,5 A.

Question 7

Énoncé
12,0 V et 1200 mV.

Question 8

Énoncé
0,23 kV et 23 000 mV.
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