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Elec
N° 03 :
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1)- Le sens conventionnel du courant ; |
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IV- Tension et
sens du courant.
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1)-
Le sens conventionnel du courant ;
Dans un circuit,
le courant sort par la borne positive du générateur de courant.
2)-
Nature du courant électrique dans les métaux.
-
Dans un métal, le
courant électrique est dû à un mouvement d'ensemble ordonné des électrons
libres.
-
En conséquence,
dans un métal les porteurs de charge sont les électrons libres.
-
Les électrons se
déplacent en sens inverse du sens conventionnel du courant.
-
Un électrolyte
est une solution qui conduit le courant électrique.
-
Dans un
électrolyte, le courant électrique est dû à la double migration des ions
positifs et négatifs se déplaçant en sens inverse.
-
Les porteurs de
charge sont les ions.
-
Les ions positifs
se déplacent dans le sens conventionnel du courant électrique.
Un courant
électrique est dû à un mouvement d'ensemble de porteurs de charge.
-
Le symbole de
l'intensité est : I et l'unité d'intensité est l'ampère de symbole
A.
-
Pour mesurer
l'intensité du courant électrique on utilise un multimètre transformé en
ampèremètre :
-
Borne d'entrée
: mA
et
Borne de
sortie :
COM
-
Un ampèremètre
mesure l'intensité du courant qui le traverse. Il doit être branché en série.
Montage 1 :
-
Choix du calibre
: on utilise le calibre 200 m (blanc)
-
Mettre le
commutateur sur 200 m (blanc)
-
Puis brancher
l'ampèremètre en série dans le circuit.
-
Il ne faut pas
changer de calibre en cours de mesure.
-
Pour changer de
calibre, on débranche l'ampèremètre, on change le calibre, puis on intercale
l'ampèremètre dans le circuit.
-
Montage 2 :
-
Si le courant
entre par la borne COM, le signe moins s'affiche.
-
Un ampèremètre
permet de connaître la valeur de l'intensité du courant qui le traverse mais
aussi le sens du courant dans un circuit.
L'intensité est
la même en tous points d'un circuit série.
2)-
Circuit avec dérivation : loi des nœuds.
-
Nœud d'un circuit
:
Un nœud de
courant est un point du circuit où arrivent plus de deux conducteurs.
-
Loi des nœuds :
La somme des
intensités des courants qui arrivent à un nœud est égale à la somme des
intensités des courants qui en partent.
∑
I a = ∑
I p
-
Montage :
-
On donne
I1
= 0,90 A
; I2 = 0,57 A ;
I4 = 150 mA.
-
Calculer la
valeur de l'intensité I3 du courant et indiquer le sens du
courant I3.
►
Réponse :
-
On applique la
loi des nœuds au nœud A du circuit :
-
On fait
l’hypothèse suivante : le courant I3 part du nœud :
-
On écrit :
-
I1
+ I2 =
I3 +
I4
-
I3
= 0,90 + 0,57 – 0,150
-
I3
≈ 0,18 A
-
Comme la valeur
trouvée est positive, le courant circule bien dans le sens choisi.
IV-
Tension et sens du courant.
Réaliser un
circuit série comportant un générateur et différents récepteurs (un conducteur
ohmique et une lampe à incandescence).
-
représenter
la tension aux bornes de chacun des dipôles par un segment fléché et indiquer le
sens du courant dans le circuit.
-
Comparer le sens
des différentes flèches pour chaque appareil.
Pour un
générateur, la flèche du courant et celle de la tension ont même sens.
Dans un
générateur le courant circule dans le sens des potentiels croissants.
Pour un
récepteur, la flèche de la tension et celle du courant sont de sens contraire.
Dans un récepteur
le courant circule dans le sens des potentiels décroissants.
V-
Applications : exercices 6, 7, 14, 18 pages 44-46
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Énoncé : Lois des nœuds Trouver la valeur,
non indiquée, de l’intensité dans chacun des cas suivants :
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Solution :
-
Nœud A :
-
La loi
des nœuds appliquée en A permet d’écrire :
-
I1
= I2 + I3
-
I1
= 0,5 + 0,4
-
I1
≈ 0,9 A
-
Nœud B :
-
La loi
des nœuds appliquée en B permet d’écrire :
-
I2
= I1 + I3
-
I1
= I2 - I3
-
I1
= 1,0 - 0,7
-
I1
≈ 0,3 A
-
Nœud C :
-
La loi
des nœuds appliquée en C permet d’écrire :
-
I1
+ I3 = I2 + I4
-
I4
= I1 + I3 – I2
-
I4
= 1 + 0,5 -0,8
-
I4
≈ 0,7 A
-
Nœud D :
-
La loi
des nœuds appliquée en D permet d’écrire :
-
I1
+ I2 = I3
-
I3
= I1 + I2
-
I4
= 0,2 + 0,3
-
I4
≈ 0,5 A |
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Énoncé : Ampèremètre
numérique Dans le montage
suivant, l’ampèremètre numérique affiche – 0.128. Le calibre utilisé est
2 A.
a)-
Indiquer
le sens du courant dans le circuit et en déduire la borne + du
générateur.
b)-Donner
la valeur de l’intensité du courant en ampère, puis en milliampère.
c)-
Peut-on
utiliser le calibre inférieur : 200 mA ? Pourquoi ?
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Solution :
d)-Sens
du courant dans le circuit :
-
La valeur
de la mesure affichée par l’ampèremètre digital est négative. - En conséquence le courant sort de la borne D (ou entre par la borne COM de l’ampèremètre) du générateur et entre la borne C
-
Sens
conventionnel du courant :
-
Dans un
circuit, le courant sort par la borne positive du générateur de courant.
-
La borne
D est la borne positive du générateur.
e)-
Valeur de
l’intensité du courant en ampère, puis en milliampère :
-
I
= 0,128 A = 128 mA
f)-
Choix du
Calibre :
-
Le
calibre choisi doit être supérieur à la valeur de l’intensité qui
circule dans le circuit.
-
Or I
< 200 mA
-
En
conséquence, on peut utiliser le calibre 200 mA.
-
Remarque : la mesure sera plus précise sur le calibre 200mA que sur le
calibre 2 A. |
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Énoncé :
a)-
Indiquer,
pour chaque branche, le sens du courant.
b)-Quelle
est la branche principale ?
c)-
L’ampèremètre A1 affiche 20 mA et A2
15 mA. Quelle est l’intensité du courant débité par le générateur ? |
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Solution :
a)-Sens
du courant dans les différentes branches :
-
Sens
conventionnel du courant :
-
Dans un
circuit, le courant sort par la borne positive du générateur de courant.
b)-
Branche
principale :
-
C’est la
branche qui comprend le générateur.
c)-
L’intensité du courant débité par le générateur :
-
Nœud A :
-
La loi
des nœuds appliquée en A permet d’écrire :
-
I
= I1 + I2
-
I
≈ 20 + 15
-
I
≈ 35 mA |
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Énoncé : Dans le montage
suivant, les lampes utilisées sont toutes identiques. L’ampèremètre
indique 0,30 A.
a)-
Préciser
la borne d’entrée du courant dans l’ampèremètre et le sens des courants
dans chaque lampe.
b)-Quelle
est l’intensité du courant dans chaque lampe ? |
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Solution :
c)-
Borne
d’entrée du courant dans l’ampèremètre et le sens des courants dans
chaque lampe :
d)-L’intensité
du courant dans chaque lampe :
- Les lampes L1 et L2 sont branchées en dérivation et elles sont identiques. - Elles sont parcourues par un courant électrique
qui a la même intensité.
-
I1
= I2
-
Nœud A :
-
La loi
des nœuds appliquée en A permet d’écrire :
-
I
= I1 + I2 = 2 I1 =
2 I2
-
I1
= I2 = I / 2 ≈ 0,30 / 2
-
I1
= I2 ≈ 0,15 A - Les lampes L3, L4 et L5 sont branchées en dérivation et elles sont identiques. - Elles sont parcourues par un
courant électrique qui a la même intensité.
-
I3
= I4 = I5
-
Nœud D :
-
La loi
des nœuds appliquée en D permet d’écrire :
-
I
= I3 + I4 + I5 = 3
I3 = 3 I4 = 3 I5
-
I3
= I4 = I5 = I / 3 ≈ 0,30 / 3
-
I3
= I4 = I5 ≈ 0,10 A |
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Énoncé : Circuit électrique
d’une bicyclette Le montage du
circuit électrique d’une bicyclette est donné ci-dessous
a)-
Quelle
est la fonction électrique du cadre métallique d’une bicyclette ?
b)-Faire
un schéma du montage.
-
Indication : la génératrice sera schématisée par G. |
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Solution :
c)-
Fonction
électrique du cadre métallique d’une bicyclette : - Le cadre métallique fait office de masse électrique. - Il permet de faire circuler le courant électrique. -
Il se comporte comme un fil électrique.
d)-Schéma
équivalent :
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