Tension et intensité dans un montage en dérivation
Fiche d'activités
Cette page reproduit les travaux que j'ai pu réaliser avec mes élèves de 5ème. Elles sont libres de droit et vous pouvez les utiliser comme bon vous semble. Par contre , je serai heureux, ami visiteur, si vous m'adressez un petit bonjour par mail et si vous me faîtes connaître vos commentaires et vos idées.
Activité 1: Etude expérimentale
Activité 2: Question de nombre
Activité 3: L'intensité fait-elle de même?
Activité 4: Faire des parts égales
Ce qu'il faut retenir
Activité 5: exercice d'application n°1
Activité 6: exercice d'application n°2
Utiliser le formulaire pour vos commentaires ou vos idées
Problème à résoudre: La tension est-elle partagée quand plusieurs dipôles sont montés en dérivation?
Activité n° 1: Etude expérimentale
Travail par groupes:
- Sur le schéma ci-contre, placer les instruments pour mesurer la tension aux bornes de la pile, de la lampe et du moteur. (voir schéma)
- En utilisant une alimentation à tension variable (Maximum à ne pas dépasser: 6V) réaliser la mesure:Toutes les tensions font à peu près 6V
- Faire une phrase de commentaire: La tension est la même partout
Résultat:
- Certains groupes ont utilisé 3 voltmètres, d'autres un seul qu'ils ont déplacé d'un dipôle à l'autre.
- Dans chaque cas, les 3tensions obtenues sont identiques à 0.1v près.
- La phrase de commentaire obtenue: On remarque que Ugénérateur = Ulampe = Umoteur. Le tension ne se partage pas quand deux dipôles sont en dérivation.
- Pour répondre àl'interrogation sur ce résultat, on peut faire remarquer que dans le montage en dérivation, les bornes de chaque dipôle sont en relation directe avec le générateur, ce qui n'était pas le cas dans le montage en série.
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Activité n°2: Question de nombre.
que se passe-t-il si on modifie le nombre de dipôles en dérivation? L'ensemble de la classe pense que les tensions seront toujours égales mais différentes de la première mesure
Travail demandé:
Refaire la mesure avec une lampe supplémentaire en dérivation.
Noter les résultats. Comparer avec la première mesure. Faire une phrase de commentaire.
Résultats:
Certains trouvent des résultats identiques aux premiers résultats, d'autres annoncent des résultats inférieurs aux premiers, mais dans tous les cas les résultats sont identiques.
Bilan:
Quel que soit le nombre et le type de dipôles montés en dérivation, la tension aux bornes de chaque dipôle est la même partout et ne se partage pas.
Commentaire personnel: Les conditions matérielles de locaux ne m'ayant pas permis d'utilisre des alimentations, la tension fournie était quelquefois légèrement variable. L'année prochaine, j'essaierai d'utiliser des alimentations à tension fixe et je demanderai de ne pas démonter le matériel de l'activité n°1
Activité n°3: L'intensité fait-elle de même?
Travail individuel
- Rappeler la définition de l'intensité d'un courant: Intensité = débit du courant
- Sur le schéma, placer l'ampèremètre A1 pour mesurer l'intensité I1 dans le moteur, l'ampèremètre A2 pour mesurer l'intensité I2 dans la lampe et l'ampèremètre A3 pour mesurer l'intensité I3 dans le générateur. Voir schéma
- Quelle relation prévois -tu entre les trois résultats I1, I2 et I3. I1+I2=I3
Mise en commun.
Travail de groupe.
Mesure. Résultats sur le cahier. Phrase de commentaire: I1=0.25A I2=0.12A I3=0.28A
Bilan: L'intensité se partage entre deux dipôles en dérivation.
Réaliser un circuit comprenant un générateur et deux lampes en dérivation . Brancher les instruments nécessaires à la mesure de l'intensité traversant les trois dipôles. En choisissant judicieusement les lampes dans votre boite, essayez d'obtenir un partage équitable entre les 2 lampes.
Répondre à cette question:
Pour que l'intensité se partage en deux parties égales, il m'a fallu prendre ...... Deux lampes portant les mêmes indications
Bilan: L'intensité se partage également entre deux branches comportant des dipôles identiques.
Ce qu'il faut retenir:
Le montage en dérivation divise l'intensité entre les récepteurs.
Si les récepteurs sont identiques l'intensité se divise en parties égales.
Activité 5: Exercice d'application N°1
Problème à résoudre:
Travail individuel:
Dans le montage schématisé, Les lampes 1,2 et 3 sont identiques. L'alimentation est réglée sur 6V
1- Quelle tension peut-on prévoir entre D et E? 6V A et C? 6V A et B? 3V B et C? 3V Justifier. AC et DE sont en dérivation pas de partage, AB et BC sont en série: partage
2- Colorier la branche principale de ce circuit. L'intensité dans cette branche est I. branche A-Générateur-B
3- L'intensité traversant La lampe 3 sera-t-elle égale, inférieure ou supérieure à I? Inférieure: L'intensité de la branche principale se partage entre les deux branches
4- L'intensité traversant la lampe 2 sera-t-elle égale, supérieure ou inférieure à celle de la lampe 3. Supérieure: 1 ralentisseur sur cette branche
Travail par groupe:
5- Vérifier par la mesure en plaçant les résultats dans un tableau
6- Quelles conclusions tirez-vous de vos résultats Quand deux lampes sont ens eérie sur une branche la tensin se partage
Activité 6: Exercice d'application N°2
Activité individuelle
1- Le moteur doit fonctionner sous une tension de 3V Sur quelle tension doit-on régler l'alimentation 3V
2- L'intensité qui traverse le moteur sera-t-elle plus grande, égale ou inférieure à celle qui traverse le générateur? inférieure une partie du débit passe par les 2 kampes
3- On enlève le moteur, que va devenir l'intensité qui traverse le générateur? Elle diminue, il y a un passage possible en moins dans le circuit.
4- Vérifier les hypothèses en réalisant les mesures (Travail de groupe)
5- Sur le cahier, décrire les mesures réalisées, les noter et tirer une conclusion de chaque série de mesure (Travail individuel) Plus le nombre de dipôles en dérvivation est important, plus l'intensité qui traverse le générateur est grande