Calcul de l’Intensité dans un Circuit
Comprendre le Calcul de l’Intensité dans un Circuit
Dans un circuit simple, une pile alimente une lampe. Le circuit est fermé et la lampe s’allume. Les électrons se déplacent dans le circuit, créant un courant électrique qui permet à la lampe de fonctionner. Cet exercice vise à comprendre comment les électrons se déplacent dans le circuit et à appliquer la loi d’Ohm pour calculer l’intensité du courant.
Pour comprendre le Calcul de la tension dans un circuit en série, cliquez sur le lien.
Objectif:
Détecter le sens de déplacement des électrons dans le circuit et calculer l’intensité du courant qui passe dans la lampe.
Données:
- La pile fournit une tension \( V \) de 9 volts.
- La résistance de la lampe est de 18 ohms.
Questions:
1. Sens de Déplacement des Électrons :
- Expliquez le sens de déplacement des électrons dans le circuit. Justifiez votre réponse en vous référant à la nature du mouvement des charges électriques dans un circuit fermé.
2. Calcul de l’Intensité du Courant :
- Utilisez la loi d’Ohm pour calculer l’intensité du courant (\( I \)) qui traverse la lampe.
Correction : Calcul de l’Intensité dans un Circuit
1. Sens de Déplacement des Électrons
Imaginez un circuit fermé comme un circuit d’eau avec une pompe et des tuyaux. La pile est la pompe qui fournit la « pression » nécessaire. Les fils sont les tuyaux par lesquels l’eau circule.
Dans notre circuit, Les électrons sont de petites particules chargées négativement qui circulent dans les fils. La pile crée une différence de potentiel (tension) entre ses deux bornes, un peu comme la pompe crée une différence de pression.
Quand le circuit est fermé, les électrons quittent la borne négative de la pile (lieu où ils sont en excès). Ils traversent la lampe, fournissant l’énergie nécessaire pour chauffer son filament et produire de la lumière. Ils rejoignent la borne positive de la pile (lieu où ils sont en défaut). Ce flux continu d’électrons constitue le courant électrique réel.
Justification :
- Attraction / Répulsion : les électrons, chargés négativement, sont attirés par la borne positive et repoussés par la borne négative.
- Courant électronique vs conventionnel : le courant réel suit le mouvement des électrons (du négatif vers le positif), même si, par convention, on représente parfois le courant du positif vers le négatif.
2. Calcul de l’Intensité du Courant
But du calcul :
On cherche l’intensité du courant \(I\), c’est-à-dire combien d’électrons passent par la lampe chaque seconde (combien de litres d’eau passent dans un tuyau chaque seconde).
La loi d’Ohm nous donne une formule simple pour relier trois grandeurs :
- Tension \(V\) (en volts) : force qui pousse les électrons, comme la pression pour l’eau.
- Résistance \(R\) (en ohms) : obstacle au passage des électrons, comme un rétrécissement dans un tuyau.
- Intensité \(I\) (en ampères) : débit d’électrons, comme le débit d’eau.
Plus la tension est forte ou la résistance faible, plus l’intensité est élevée. Inversement, une résistance plus grande ou une tension plus faible réduit l’intensité.
Formule :
\[ I = \frac{V}{R} \]
où :
- \(I\) est l’intensité en ampères (A)
- \(V\) est la tension en volts (V)
- \(R\) est la résistance en ohms (Ω)
Données
- \(V = 9.0\,\text{V}\)
- \(R = 18.0\,\Omega\)
Calcul :
\[ I = \frac{9.0}{18.0} \]Résultat :
\[ I = 0.50\,\text{A} \]Conclusion
- Le mouvement des électrons du pôle négatif vers le pôle positif sous l’effet de la tension permet à la lampe de s’allumer.
- Grâce à la loi d’Ohm, on calcule facilement l’intensité : ici, 0,50 A, ce qui signifie qu’un courant de 0,50 ampère traverse la lampe.
Calcul de l’Intensité dans un Circuit
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