Adapter un dipôle à un générateur
Le Bon Courant pour la Bonne Lampe
Quand tu branches un appareil électrique, comme une lampe ou un moteur, il ne faut pas le faire n'importe comment. Chaque appareil (qu'on appelle un dipôle récepteur) est conçu pour fonctionner avec une certaine tension nominale. Si on lui applique une tension trop faible, il fonctionnera mal (sous-tension). Si on lui applique une tension trop forte, il risque de griller (surtension) ! Il faut donc adapter le générateur au dipôle pour qu'il fonctionne correctement.
Choisir la bonne pile
Cela signifie que la tension nominale de la lampe est Unominale = 6 V et son intensité nominale est Inominale = 100 mA.
- Pile 1 : une pile plate de 4,5 V.
- Pile 2 : une pile de 6 V.
- Pile 3 : une pile de 9 V.
Circuit de test
Circuit simple pour alimenter la lampe.
Questions à traiter
- Si l'élève branche la lampe avec la Pile 1 (4,5 V), comment la lampe va-t-elle briller ? Comment appelle-t-on cette situation ?
- Si l'élève branche la lampe avec la Pile 3 (9 V), que risque-t-il de se passer ? Comment appelle-t-on cette situation ?
- Quelle pile l'élève doit-il choisir pour que la lampe fonctionne normalement ? Comment appelle-t-on cette situation ?
- En utilisant la loi d'Ohm (\(U = R \times I\)), calcule la valeur de la résistance R de la lampe lorsqu'elle fonctionne normalement. Attention aux unités !
Simulation : Adapter la Tension à la Lampe
Déplace le curseur pour changer la tension du générateur et observe la lampe.
Lampe (6V) : ?
Correction : Adapter un dipôle à un générateur
Question 1 : Cas de la Pile 1 (4,5 V)
Analyse :
La tension de la pile (4,5 V) est inférieure à la tension nominale de la lampe (6 V).
La lampe va donc briller faiblement, voire très peu. Elle ne fonctionne pas correctement.
Nom de la situation :
Cette situation s'appelle la sous-tension.
Question 2 : Cas de la Pile 3 (9 V)
Analyse :
La tension de la pile (9 V) est supérieure à la tension nominale de la lampe (6 V).
La lampe va d'abord briller très fortement, puis son filament risque de chauffer excessivement et de se casser. La lampe va griller et être détruite.
Nom de la situation :
Cette situation s'appelle la surtension.
Question 3 : Choix de la bonne pile
Analyse :
Pour que la lampe fonctionne normalement (brille avec l'éclat prévu par le fabricant et ait une durée de vie normale), il faut que la tension du générateur soit égale (ou très proche) de la tension nominale de la lampe.
La Pile 2 (6 V) a une tension égale à la tension nominale de la lampe (6 V).
Nom de la situation :
Cette situation s'appelle l'adaptation du dipôle au générateur.
Quiz Intermédiaire 1 : Tu as un moteur de jouet qui fonctionne en 3 V. Tu le branches sur une grosse pile de 1,5 V. Que se passe-t-il ?
Question 4 : Calcul de la résistance de la lampe
Principe :
La loi d'Ohm (\(U = R \times I\)) peut être utilisée avec les valeurs nominales pour trouver la résistance de la lampe en fonctionnement normal. Il faut d'abord convertir l'intensité en ampères.
Données et Conversion :
- Tension nominale (U) = 6 V
- Intensité nominale (I) = 100 mA
On convertit l'intensité : 1 A = 1000 mA, donc \(100 \text{ mA} = \frac{100}{1000} \text{ A} = 0,1 \text{ A}\).
Calcul :
Quiz Rapide : Testez vos connaissances (Récapitulatif)
1. Un dipôle est en surtension lorsque la tension du générateur est :
2. Pour qu'une lampe de 12 V brille normalement, je dois la brancher sur :
3. Les inscriptions sur une lampe sont "3,5 V ; 0,2 A". Cela correspond à :
Glossaire
- Dipôle récepteur
- Composant d'un circuit électrique qui reçoit de l'énergie électrique pour fonctionner (exemples : lampe, moteur, résistor).
- Générateur
- Composant qui fournit l'énergie électrique au circuit (exemples : pile, batterie).
- Tension nominale
- Tension pour laquelle un dipôle est conçu pour fonctionner de manière optimale (normale).
- Intensité nominale
- Intensité du courant qui traverse un dipôle lorsqu'il fonctionne sous sa tension nominale.
- Adaptation
- Se produit lorsque la tension du générateur est égale (ou très proche) de la tension nominale du dipôle. Le dipôle fonctionne alors normalement.
- Sous-tension
- Se produit lorsque la tension du générateur est inférieure à la tension nominale du dipôle. Le dipôle fonctionne mal ou pas du tout.
- Surtension
- Se produit lorsque la tension du générateur est supérieure à la tension nominale du dipôle. Le dipôle peut être endommagé ou détruit.
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