Voici le corrigé des vingt exercices sur les circuits électriques simples. Compare tes schémas et tes explications avec ceux-ci ; les raisonnements sont détaillés pour comprendre chaque panne.
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La correction détaillée : corrigé circuits électriques
Correction de l’exercice 1 : Générateur ou récepteur ?Générateurs : la pile, la batterie de téléphone. Récepteurs : la lampe, le moteur, le buzzer, la DEL.
Pile : un long trait fin et un court trait épais. Lampe : un cercle barré d’une croix. Moteur : un cercle contenant la lettre M. Interrupteur ouvert : un levier relevé entre deux points. Interrupteur fermé : un trait continu entre deux points. Le long trait du symbole de la pile est la borne +.
a. Faux : un circuit ouvert ne laisse passer aucun courant. b. Faux : il ouvre ou ferme le circuit, il ne reçoit pas d’énergie pour la convertir. c. Vrai (sens conventionnel). d. Faux : le courant ne s’use pas, il revient à la pile : il circule en boucle.
1. A est la pile, B est l’interrupteur, C est la lampe.
2. Non : l’interrupteur est ouvert, le circuit est coupé.
3. Il faut fermer l’interrupteur.
4. Le courant sort de la borne + (en haut de la pile), passe par B, traverse la lampe C et revient à la borne −.
Le schéma est une boucle rectangulaire avec : la pile (long trait en haut = borne +), un interrupteur fermé (trait continu) sur un côté et un moteur (cercle avec M) sur le côté opposé. Une flèche sur les fils va de la borne + de la pile vers le moteur puis revient à la borne −.
1. C’est un court-circuit (les bornes de la pile sont reliées directement par le fil F).
2. Non : le courant prend le chemin le plus facile, par le fil F, sans traverser la lampe.
3. La pile et les fils chauffent beaucoup : risque de brûlure, de fuite ou d’incendie.
4. Elle doit retirer le fil F.
Conducteurs : la pièce de monnaie, le clou en fer, la feuille d’aluminium, la mine de crayon, la cuillère en métal. Isolants : la gomme, la règle en plastique, le verre, le bois sec, le tissu.
1. 2 × 1,5 = 3 V ; 3 × 1,5 = 4,5 V.
2. 6 ÷ 1,5 = 4 piles.
3. Avec une seule pile (1,5 V), la tension est trop faible : la lampe ne brille pas ou à peine.
1. Il y a une coupure entre les pinces : le circuit est ouvert.
2. Conducteurs : pièce, clou, mine de crayon. Isolants : gomme, plastique.
3. Les conducteurs sont en général des métaux.
4. Le résultat surprenant est celui de la mine de crayon : ce n’est pas un métal, mais le graphite conduit le courant.
1. Le cuivre est un très bon conducteur : le courant y passe facilement.
2. Le plastique est un isolant : il évite les contacts accidentels entre fils (court-circuit) et protège de l’électricité.
3. Aux extrémités il faut un contact métallique avec les bornes pour que le courant passe.
1. Le métal est conducteur : il fait office de fil.
2. Pile (borne +), ressort, boîtier métallique, lame, interrupteur, culot de l’ampoule, filament, retour à la pile (borne −).
3. Le circuit est ouvert : la lampe ne s’allume pas.
1. Ces dipôles sont polarisés : leur fonctionnement dépend du sens du courant.
2. Non : la lampe brille dans les deux sens.
3. On inverse les deux fils sur les bornes de la pile (ou du moteur).
1. Le circuit est ouvert.
2. Le bouton ferme le circuit : le courant circule et la sonnerie retentit.
3. Énergie sonore.
4. On redessine le schéma avec le levier du bouton remplacé par un trait continu.
1. 9 ÷ 1,5 = 6 piles.
2. Les piles (1,5 V, 4,5 V, 9 V) ne présentent pas de danger. La batterie de voiture (12 V) demande de la prudence (risque de court-circuit).
3. La prise de courant fournit 230 V : un contact peut être mortel.
1. Sans courant, il n’y a pas de risque d’électrisation en touchant la douille.
2. Il ouvre ou ferme le circuit.
3. Peu importe dans une boucle simple, car le courant traverse tous les dipôles : on place l’interrupteur n’importe où dans la boucle, mais dans une maison on le met côté fil de phase pour couper le courant près de la lampe.
Causes possibles et tests : pile usée (la remplacer par une neuve), fil ou contact desserré (vérifier chaque connexion), interrupteur défectueux (le remplacer par un fil), récepteur en panne (le brancher directement sur une pile neuve). On commence par les tests les plus simples : pile, contacts, puis interrupteur et moteur.
1. Les montages 1 et 4.
2. Montage 2 : il n’y a qu’un fil, pas de boucle. Montage 3 : l’interrupteur ouvert coupe la boucle. Montage 5 : les deux fils partent de la même borne, donc il n’y a pas de boucle entre les deux bornes.
3. La lampe brille quand elle est dans une boucle fermée avec un générateur.
On relie en boucle : pile → fil → ampoule de rechange → fil → pile, en appuyant le culot et le plot de l’ampoule sur les fils. Si l’ampoule s’allume, elle est en bon état ; si elle reste éteinte (avec une pile neuve), son filament est coupé : elle est grillée.
L’oiseau touche un seul fil avec ses deux pattes : il n’y a pas de boucle fermée à travers lui, car il ne relie pas deux points entre lesquels il y a une différence importante. Un humain qui s’approche ou touche le fil avec une perche risque de fermer le circuit vers le sol : le courant traverserait le corps et peut être mortel.
Exemple de réponse : « Dans ta lampe de poche, il y a un circuit : la pile, l’ampoule et le boîtier forment une boucle. Quand l’interrupteur est fermé, le courant peut circuler dans la boucle grâce aux pièces conductrices et l’ampoule s’allume. Quand tu le déplaces, tu ouvres le circuit : la boucle est coupée, plus rien ne circule et la lumière s’éteint. La pile fournit l’énergie, l’ampoule la reçoit. »
Comment progresser après ce corrigé
Quand un circuit ne marche pas, cherche toujours la boucle : y a-t-il un chemin continu d’une borne de la pile à l’autre en passant par le récepteur ? Entraîne-toi à dessiner des schémas avec les symboles normalisés, sans oublier de repérer la borne + par le long trait. Retiens que le court-circuit est un danger, et que seuls les piles et les générateurs de laboratoire servent aux expériences en classe.