Voici le corrigé des exercices sur les circuits en série et en dérivation. Compare tes schémas et tes justifications avec ceux-ci, en vérifiant surtout le raisonnement : « est-ce qu’il reste une boucle fermée ? ».
Ce corrigé est à télécharger en PDF et à imprimer gratuitement : le bouton se trouve en bas de la page, sans inscription.
La correction détaillée : corrigé dérivation
Correction de l’exercice 1 : Vocabulaire1. Le circuit doit former une boucle fermée contenant un générateur.
2. Récepteurs : une lampe et un moteur ; générateur : une pile.
3. Le courant sort de la borne + de la pile et revient par la borne −.
a. Série : une seule boucle, si elle est coupée tout s’éteint. b. Dérivation : les deux lampes fonctionnent indépendamment. c. Dérivation : l’autre phare continue d’éclairer. d. Série : les deux piles sont l’une à la suite de l’autre sur la même boucle.
1. Le schéma est un rectangle de fils sur lequel on intercale, l’un après l’autre, la pile, l’interrupteur, la lampe (cercle barré d’une croix) et le moteur (cercle avec M).
2. La flèche part de la borne + (trait long) de la pile, traverse les dipôles et revient à la borne − (trait court épais).
3. Si on ouvre l’interrupteur, la boucle est coupée : la lampe s’éteint et le moteur s’arrête.
1. L1 est en série avec l’ensemble formé par L2 et L3. L2 et L3 sont en dérivation entre elles.
2. Il y a 2 nœuds (A et B) et 3 branches : la branche principale (pile, K, L1), la branche de L2 et la branche de L3.
3. Si L1 grille, la branche principale est coupée : L2 et L3 s’éteignent.
4. Si L2 grille, la branche de L2 est coupée mais la boucle passant par L3 reste fermée : L1 et L3 continuent de briller.
5. Si on ouvre K, la branche principale est coupée : les trois lampes s’éteignent.
1. Circuit A : série (une seule boucle, tout s’éteint). Circuit B : dérivation (L2 reste alimentée par sa propre boucle).
2. Les lampes brillent le plus dans le circuit B en dérivation : chacune est alimentée par la pile comme si elle était seule, alors qu’en série elles se partagent l’énergie et brillent moins.
3. Le schéma B : une branche principale avec la pile (et un interrupteur), puis deux branches dérivées contenant L1 et L2, séparées par deux nœuds.
1. C’est un court-circuit.
2. Le courant passe par le fil, qui n’offre aucune résistance, plutôt que par la lampe : plus de courant dans la lampe, elle s’éteint.
3. Le courant devient très grand : le fil et la pile chauffent, risque de brûlure, d’explosion de la pile ou d’incendie.
4. Le fusible est un dipôle placé en série : il fond quand le courant est trop grand, ce qui coupe la boucle.
1. Les 19 autres s’éteignent : en série il n’y a qu’une boucle et elle est coupée par l’ampoule grillée.
2. On remplace successivement chaque ampoule par une ampoule neuve (ou on teste chacune) : quand la bonne est changée, tout se rallume.
3. En dérivation, seule l’ampoule grillée serait éteinte.
4. Le montage en dérivation demande plus de fils et la pile se vide plus vite, car chaque branche demande de l’énergie ; en série les ampoules partagent une même alimentation moins coûteuse.
a. Faux : en série, il commande tout le circuit où qu’il soit. b. Faux : il ne commande que sa branche. c. Vrai : une dérivation se sépare à un nœud et se rejoint à un autre. d. Faux : elles sont en dérivation. e. Faux : le fil court-circuite la lampe, qui s’éteint.
1. Schéma : la pile alimente deux nœuds A et B. Entre A et B, trois branches dérivées : (phare 1 en série avec phare 2 n’est pas adapté) ; on choisit la branche des phares contenant deux sous-branches dérivées (une par phare), précédées d’un interrupteur I1, et la branche du moteur avec son interrupteur I2.
2. Les phares sont en dérivation entre eux, et la branche des phares est en dérivation avec la branche du moteur.
3. I1 est sur la branche commune aux deux phares ; I2 est en série avec le moteur ; le troisième interrupteur peut être placé sur la branche principale pour tout couper (interrupteur général).
1. En dérivation, chaque appareil est alimenté de façon indépendante : on peut en éteindre un sans arrêter les autres, et chacun fonctionne normalement.
2. Un disjoncteur se place en série avec ce qu’il protège : ainsi, tout le courant qui alimente l’appareil le traverse et il peut couper la boucle en cas de problème.
3. Chaque appareil ajouté en dérivation demande du courant supplémentaire ; avec trop d’appareils, le courant dans les fils devient trop grand, ils chauffent et risquent de provoquer un incendie.
Comment progresser après ce corrigé
Devant un schéma, cherche d’abord le générateur, puis suis le fil avec ton doigt : s’il n’y a qu’un seul chemin, c’est une série ; s’il y a un nœud où le fil se sépare, tu as une dérivation. Pour prévoir ce qui arrive quand une lampe grille, demande-toi s’il reste une boucle fermée pour chaque autre lampe. Refais les schémas des exercices 3, 5 et 9 à la règle.