Voici le corrigé des exercices sur la tension électrique. Pour chaque réponse, vérifie d’abord le raisonnement puis l’unité : un calcul juste sans unité n’est pas complet.
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La correction détaillée : corrigé tension électrique
Correction de l’exercice 1 : Questions de cours1. La tension se note U et s’exprime en volts (V).
2. Le voltmètre.
3. En dérivation, aux bornes du dipôle étudié.
4. C’est la tension nominale de la lampe : la tension pour laquelle elle est prévue.
a. 3 500 mV = 3,5 V. b. 0,23 kV = 230 V. c. 12 V = 12 000 mV. d. 450 mV = 0,45 V. e. 25 kV = 25 000 V.
a. Vrai : un fil de connexion a une tension nulle à ses bornes.
b. Faux : un voltmètre se place en dérivation.
c. Faux : en dérivation, la tension est la même aux bornes de chaque branche (unicité).
d. Faux : une pile non branchée a une tension à ses bornes (par exemple 4,5 V pour une pile plate).
1. La loi d’additivité des tensions : U = U1 + U2.
2. U2 = U − U1 = 9,0 − 5,4 = 3,6 V.
3. Si L2 est remplacée par un fil, la tension à ses bornes est nulle et L1 reçoit toute la tension du générateur : 9,0 V.
1. En dérivation, la tension est la même : U1 = U2 = 6,0 V.
2. 3 × 1,5 = 4,5 V.
3. 6,0 ÷ 1,5 = 4 piles.
On prend le plus petit calibre supérieur à la valeur.
a. 1,5 V : calibre 2 V.
b. 4,5 V : calibre 20 V.
c. 12 V : calibre 20 V.
d. 230 V : calibre 600 V (200 V est trop petit).
1. Interrupteur ouvert : le voltmètre indique 4,5 V, la tension de la pile.
2. Interrupteur fermé : 0 V.
3. Aux bornes de la lampe : 4,5 V (toute la tension de la pile, puisque l’interrupteur n’en prend plus).
4. Interrupteur ouvert, l’intensité est nulle (pas de courant) alors que la tension vaut 4,5 V : tension et intensité sont deux grandeurs différentes.
1. Ulampe = 230 ÷ 50 = 4,6 V.
2. Le circuit en série est ouvert : toutes les lampes s’éteignent, car il n’y a plus de courant.
3. Il faudrait les monter en dérivation : chaque lampe aurait alors la tension du générateur, 230 V, et les autres continueraient de briller (il faudrait alors des lampes prévues pour 230 V).
1. Tom : 6,0 V et 6,0 V sont égales à la tension du générateur : les lampes sont en dérivation. Léa : 2,5 + 3,5 = 6,0 V : les lampes sont en série.
2. 2,0 + 4,2 = 6,2 V, alors que le générateur donne 6,0 V : l’écart est de 0,2 V. Les mesures sont à peu près cohérentes, mais l’écart peut venir d’un mauvais calibre (précision insuffisante), d’un contact imparfait ou d’une erreur de lecture.
1. Schéma : générateur, lampe L1 en série, puis deux branches en dérivation contenant L2 et L3, retour vers le générateur.
2. Les deux ensembles (L1 d’une part, groupe L2-L3 d’autre part) sont en série : 12 = 7,0 + U2, donc U2 = 12 − 7,0 = 5,0 V.
3. L2 et L3 sont en dérivation : U3 = U2 = 5,0 V.
4. Un voltmètre aux bornes de L1 (7,0 V), un aux bornes de L2 (5,0 V) et un aux bornes de L3 (5,0 V), chacun en dérivation.
Comment progresser après ce corrigé
Retiens la règle simple : en série, on additionne les tensions ; en dérivation, elles sont égales. Pour les problèmes mixtes comme l’exercice 10, découpe le circuit en blocs : d’abord les blocs en série, puis les branches en dérivation à l’intérieur d’un bloc. Refais les exercices 4 et 10 en traçant le schéma avec des voltmètres.