La Physique-Chimie autrement

Volta et la première pile

À la fin du XVIII^e siècle, Alessandro Volta s’intéresse aux travaux sur les grenouilles de Luigi Galvani.

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Explique en quelques mots le débat qui oppose Galvani à Volta.

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À qui Volta a-t-il présenté sa pile ? Quel intérêt avait-il à le faire, selon toi ?

Galvani supposait l’existence d’une électricité animale responsable de la contraction des cuisses de grenouille. Volta pensait au contraire que le « fluide électrique» venait des métaux au contact de la grenouille, ce qu’il prouva avec la mise au point d’un instrument générant de l’électricité : la première pile.

Doc. 2

Volta présente son invention à Napoléon Bonaparte.

La pile de Volta est un empilement de disques de cuivre et de zinc séparés par des disques de chiffon imbibés d’eau salée.

Réalise un maquette pour modéliser un circuit électrique !

▸ Étapes de la fabrication : Matériel :- Des pailles. - Du ruban adhésif. - Des billes. - Deux cotillons et un fil. - De la colle à papier. - Une petite potence. Utilise les pailles flexibles et le ruban adhésif pour fabriquer un double anneau de paille et le fixer à la table. Remplis avec des billes l’espace entre les anneaux, suspends deux cotillons collés ensemble au contact des billes. Depuis l’opposé du circuit, pousse les billes les unes après les autres sans déplacer ta main. ▸ Des questions à se poser :

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Que modélise la main qui agit sur les billes et les deux cotillons ?

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Comment les matériaux conducteurs sont-ils modélisés ?

L’espace rempli de billes pouvant se déplacer entre les pailles modélise un matériau conducteur. La main qui agit sur les billes modélise la pile. Les cotillons mis en mouvement modélisent un récepteur électrique.

Système de mise à feu

De nos jours, les artificiers utilisent un système électrique pour déclencher la mise à feu de leurs fusées de manière plus sécurisée. Comment ce dispositif est-il conçu ?

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Pour bien comprendre le rôle de l’interrupteur OAA’, tu peux suivre le trajet du courant électrique quand il passe par OA, puis quand il passe par OA’.

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Si tu places les interrupteurs OAA’ et OBB’ dans la position représentée, quelle fusée (1 ou 2) peux-tu faire partir ? Comment ?

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As-tu compris le rôle des DEL, et le rôle des résistances qui les protègent ?

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Pour obtenir la tension nécessaire à partir de piles de 12 V, combien devrais-tu en acheter pour constituer la batterie ?

Doc. 1

Schéma d’un circuit de mise à feu d’une série de deux feux d’artifice.

Sur le circuit présenté, l’interrupteur bascule autour du point O : soit OA est fermé (mode TEST), soit OA’ est fermé (mode MISE À FEU). Les interrupteurs K sont des boutons-poussoir.

L’inflammateur électrique est une petite résistance qui s’échauffe rapidement et provoque l’infflammation de la mèche. Avec un courant d’environ 1 A, quelques millisecondes suffisent pour déclencher le tir. Si le courant est faible (quelques mA), il peut circuler dans l’inflammateur sans risquer de l’échauffer. Les DEL utilisées pour tester la ligne sont protégées par une résistance, qui limite le courant à 1 mA.

La batterie nécessaire au montage ne se trouve pas directement dans le commerce. Il faut associer plusieurs piles en série pour pouvoir obtenir la tension désirée. Sur le schéma, les pointillés signifient que le nombre exact de piles n’a pas été représenté.