Intensité du courant : TP de sciences physiques en 4e

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Une guirlande de deux lampes brille moins qu’une lampe seule sur la même pile. Le courant est-il le même partout ? Se partage-t-il quand le circuit se divise ? Dans ce TP sur l’intensité du courant, tu mesures et tu vérifies les lois du cours.

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Sommaire

Objectif du TP sur l’intensité du courant

Mesurer des intensités avec un ampèremètre dans un circuit en série puis dans un circuit en dérivation, et vérifier l’unicité et l’additivité de l’intensité.

Matériel

Une pile plate de 4,5 V (ou un générateur réglé sur 4,5 V)
Deux lampes identiques 4 V avec leurs douilles
Un interrupteur
Un multimètre utilisé en ampèremètre (calibres 200 mA et 10 A)
Des fils de connexion avec fiches

Sécurité

N’utilise jamais le secteur 230 V. Ouvre l’interrupteur avant toute modification du circuit. Ne branche jamais l’ampèremètre directement aux bornes de la pile : cela provoquerait un court-circuit et ferait chauffer les fils.

Protocole

Montage en dérivation : l’ampèremètre se place en série dans la branche principale, puis dans chaque branche.

Réalise d’abord un circuit en série : pile, interrupteur, lampe L1, lampe L2, interrupteur ouvert.
Place le multimètre en ampèremètre, calibre 10 A, entre la pile (borne +) et L1. Ferme l’interrupteur, puis diminue le calibre à 200 mA et note I_A.
Ouvre l’interrupteur. Déplace l’ampèremètre entre L1 et L2 : mesure I_B.
Déplace-le entre L2 et la borne − de la pile : mesure I_C.
Remplace le montage par le circuit en dérivation du schéma : les deux lampes sont montées en parallèle.
Mesure l’intensité I dans la branche principale (ampèremètre en série avec la pile).
Mesure l’intensité I₁ dans la branche de L1, puis I₂ dans celle de L2, en plaçant l’ampèremètre successivement dans chaque branche.
Dévisse une lampe en dérivation : relève l’intensité dans la branche principale et décris la luminosité de l’autre lampe.

Mesures à relever

Circuit	Grandeur	Intensité (A)
Série	I_A (pile et L1)	… A
Série	I_B (entre L1 et L2)	… A
Série	I_C (L2 et pile)	… A
Dérivation	I (branche principale)	… A
Dérivation	I₁ (branche L1)	… A
Dérivation	I₂ (branche L2)	… A
Dérivation	I₁ + I₂	… A

Questions

Compare I_A, I_B et I_C. Que conclus-tu pour un circuit en série ?
Compare I à la somme I₁ + I₂ dans le circuit en dérivation. Les valeurs sont-elles exactement égales ? Explique.
Pourquoi a-t-on commencé par le plus grand calibre ?
Que se passe-t-il pour la lampe restante quand on dévisse l’autre lampe en dérivation ? Et en série ?
Pourquoi les lampes brillent-elles moins en série qu’en dérivation ?
Pourquoi un ampèremètre ne doit-il jamais être branché directement aux bornes de la pile ?
Cite deux causes possibles d’incertitude dans tes mesures.

Pour aller plus loin

Remplace L2 par une lampe de valeur différente : les lois sont-elles toujours vérifiées ?
Ajoute une troisième lampe en dérivation et prévois la nouvelle valeur de I avant de la mesurer.

Intensité du courant : TP de sciences physiques en 4e – PDF gratuit à télécharger et imprimer