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Physique-Chimie (2nde) 2ⁿᵈᵉ

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Signaux et capteurs : circuit électrique, loi d'Ohm et capteurs

Loi des nœuds, loi des mailles, loi d'Ohm, caractéristique d'un dipôle et capteurs électriques (thème Ondes et signaux)

À propos de cette page
Ce QCM sur « Signaux et capteurs : circuit électrique, loi d'Ohm et capteurs » en seconde teste tes connaissances en physique-chimie (2nde) de manière interactive. Les questions, classées par niveau (facile, moyen, difficile), respectent le programme officiel de seconde. Au programme : L'essentiel, Circuits en série et en dérivation : tension, intensité, mesures, Loi des nœuds et loi des mailles, Caractéristique d'un dipôle et loi d'Ohm. À chaque réponse, une explication détaillée t'aide à comprendre tes erreurs et à mémoriser l'essentiel. Idéal pour s'auto-évaluer rapidement, réviser avant un contrôle ou consolider ses acquis. Quiz gratuit conçu par un professeur particulier à Marseille pour progresser en physique-chimie (2nde) en seconde.

Choisis ton niveau. Questions et réponses mélangées à chaque partie. Bonne chance !

Les 24 questions du QCM en version texte

Pour réviser sans écran ou imprimer : chaque question avec ses propositions ; la bonne réponse et son explication se déplient.

Niveau facile — 8 questions

  1. Dans un circuit en série, l'intensité du courant…

    • A. est la même en tout point du circuit
    • B. est plus forte près de la borne + du générateur
    • C. diminue après chaque dipôle traversé
    • D. se partage entre les différents dipôles
    Réponse

    A. est la même en tout point du circuit — Dans un circuit en série, il n'y a aucun nœud : le courant ne peut pas se partager, l'intensité est la même partout. Le courant ne « s'use » pas en traversant un dipôle.

  2. Comment branche-t-on un voltmètre pour mesurer la tension aux bornes d'une lampe ?

    • A. En série avec la lampe
    • B. En dérivation aux bornes de la lampe
    • C. Entre la lampe et le générateur, en série
    • D. À la place de la lampe dans le circuit
    Réponse

    B. En dérivation aux bornes de la lampe — Une tension se mesure entre deux points : le voltmètre se branche en dérivation, ses bornes V et COM reliées aux deux bornes de la lampe.

  3. Quelle est l'unité de la résistance électrique ?

    • A. Le volt (V)
    • B. L'ampère (A)
    • C. L'ohm (Ω)
    • D. Le hertz (Hz)
    Réponse

    C. L'ohm (Ω) — La résistance s'exprime en ohms (Ω). Le volt est l'unité de la tension, l'ampère celle de l'intensité.

  4. La loi des nœuds affirme que…

    • A. les tensions des branches en dérivation s'ajoutent
    • B. l'intensité est la même dans toutes les branches
    • C. la somme des tensions d'une maille est nulle
    • D. la somme des intensités entrantes égale celle des sortantes
    Réponse

    D. la somme des intensités entrantes égale celle des sortantes — La loi des nœuds porte sur les intensités : ce qui arrive à un nœud en repart. La somme algébrique nulle des tensions d'une maille, c'est la loi des mailles.

  5. Pour un conducteur ohmique, la loi d'Ohm s'écrit :

    • A. I=R×U
    • B. U=R×I
    • C. R=U×I
    • D. U=RI
    Réponse

    B. U=R×I — U = R × I, avec U en V, R en Ω et I en A. On en déduit R = U/I et I = U/R.

  6. La caractéristique U=f(I) d'un conducteur ohmique est…

    • A. une droite passant par l'origine
    • B. une droite ne passant pas par l'origine
    • C. une courbe qui monte de plus en plus vite
    • D. une droite horizontale
    Réponse

    A. une droite passant par l'origine — U et I sont proportionnelles : la caractéristique est une droite passant par l'origine, de coefficient directeur R.

  7. Une photorésistance est un capteur dont la résistance dépend…

    • A. de la température ambiante
    • B. de la pression exercée
    • C. de l'humidité de l'air
    • D. de l'éclairement reçu
    Réponse

    D. de l'éclairement reçu — Photo- signifie lumière : la résistance d'une photorésistance (LDR) diminue quand l'éclairement augmente. La thermistance, elle, dépend de la température.

  8. Deux lampes sont montées en dérivation aux bornes d'un générateur de 4,2 V. La tension aux bornes de chaque lampe vaut :

    • A. 2,1 V
    • B. 8,4 V
    • C. 4,2 V
    • D. 0 V
    Réponse

    C. 4,2 V — Des dipôles en dérivation aux bornes du générateur ont tous la tension du générateur : 4,2 V. La tension ne se partage qu'entre dipôles en série.

Niveau moyen — 8 questions

  1. Un conducteur ohmique de 330 Ω est traversé par un courant de 0,021 A. La tension à ses bornes vaut :

    • A. 0,0636 V
    • B. 15,7 V
    • C. 6,93 V
    • D. 693 V
    Réponse

    C. 6,93 V — U = R × I = 330 × 0,021 = 6,93 V. Les autres valeurs viennent d'une division ou d'une conversion erronée.

  2. Un générateur de 11,4 V alimente deux dipôles en série. La tension aux bornes du premier vaut 6,8 V. Celle aux bornes du second vaut :

    • A. 4,6 V
    • B. 18,2 V
    • C. 6,8 V
    • D. 5,7 V
    Réponse

    A. 4,6 V — Loi des mailles : U_PN = U1 + U2, donc U2 = 11,4 − 6,8 = 4,6 V.

  3. À un nœud arrive un courant de 1,05 A ; il en repart deux courants, dont l'un vaut 0,62 A. L'autre vaut :

    • A. 1,67 A
    • B. 0,62 A
    • C. 0,52 A
    • D. 0,43 A
    Réponse

    D. 0,43 A — Loi des nœuds : 1,05 = 0,62 + I, donc I = 0,43 A. Les intensités ne se partagent pas forcément à parts égales.

  4. Un dipôle ohmique soumis à 3,6 V est traversé par 48 mA. Sa résistance vaut :

    • A. 0,075 Ω
    • B. 75 Ω
    • C. 173 Ω
    • D. 7,5 Ω
    Réponse

    B. 75 Ω — R = U/I = 3,6 / 0,048 = 75 Ω. Diviser par 48 sans convertir les mA en A donne 0,075, qui serait une valeur en kΩ.

  5. La caractéristique d'un conducteur ohmique passe par l'origine et par le point (45 mA ; 6,03 V). Sa résistance vaut environ :

    • A. 134 Ω
    • B. 0,134 Ω
    • C. 7,46 Ω
    • D. 271 Ω
    Réponse

    A. 134 Ω — R = ΔU/ΔI = 6,03 / 0,045 ≈ 134 Ω. 7,46 correspond au calcul inverse I/U, avec I en mA.

  6. Pour une CTN, la courbe d'étalonnage donne R = 3,9 kΩ à 50 °C et R = 2,1 kΩ à 70 °C. Une mesure donne 3,0 kΩ ; en assimilant la courbe à un segment, la température vaut environ :

    • A. 55 °C
    • B. 65 °C
    • C. 60 °C
    • D. 75 °C
    Réponse

    C. 60 °C — 3,0 kΩ est exactement à mi-chemin entre 3,9 et 2,1 kΩ (baisse de 0,9 kΩ sur 1,8 kΩ) : θ ≈ 50 + 20 × 0,5 = 60 °C.

  7. Deux conducteurs ohmiques de 560 Ω et 820 Ω sont en série sous 6,9 V. L'intensité du courant vaut :

    • A. 12,3 mA
    • B. 5,0 mA
    • C. 2,5 mA
    • D. 20,7 mA
    Réponse

    B. 5,0 mA — Même intensité en série et U = (R1 + R2) × I : I = 6,9 / 1 380 = 0,0050 A = 5,0 mA.

  8. Un voltmètre, borne V reliée à B et borne COM reliée à A, affiche −1,48 V. La tension UAB vaut :

    • A. −1,48 V
    • B. 0,74 V
    • C. −0,74 V
    • D. 1,48 V
    Réponse

    D. 1,48 V — Ainsi branché, le voltmètre mesure U_BA = −1,48 V. Or U_AB = −U_BA = 1,48 V.

Niveau difficile — 8 questions

  1. Un élève calcule R = U/I avec U = 7 V et I = 28 mA et trouve 0,25 Ω. Son erreur :

    • A. il aurait dû multiplier U par I
    • B. la loi d'Ohm ne s'applique pas ici
    • C. il aurait dû diviser I par U
    • D. il n'a pas converti 28 mA en ampères
    Réponse

    D. il n'a pas converti 28 mA en ampères — 7 / 28 = 0,25 correspond à des V/mA, donc à des kΩ. En ampères : R = 7 / 0,028 = 250 Ω.

  2. Pour quel dipôle peut-on écrire U=R×I avec R constante ?

    • A. Une DEL branchée en sens direct
    • B. Une lampe à filament à forte intensité
    • C. Un conducteur ohmique à température fixée
    • D. Une photorésistance sous éclairement variable
    Réponse

    C. Un conducteur ohmique à température fixée — La loi d'Ohm avec R constante suppose une caractéristique droite passant par l'origine. La DEL et la lampe ont des caractéristiques courbées ; la LDR change de résistance quand l'éclairement varie.

  3. Trois lampes sont branchées en dérivation directement aux bornes d'un générateur de tension constante. On dévisse l'une d'elles. L'intensité dans chacune des deux autres :

    • A. ne change pas
    • B. double
    • C. devient nulle
    • D. diminue de moitié
    Réponse

    A. ne change pas — Chaque lampe restante reste soumise à la tension du générateur : son intensité ne change pas. Seule l'intensité dans la branche principale diminue.

  4. Un dipôle parcouru par un courant de 0,3 A a une tension nulle à ses bornes. Ce dipôle peut être :

    • A. un conducteur ohmique de 10 Ω
    • B. un fil de connexion
    • C. une pile de 1,5 V
    • D. une lampe allumée
    Réponse

    B. un fil de connexion — Un fil de connexion a une résistance quasi nulle : U = R × I ≈ 0 même quand il est parcouru par un courant. Un conducteur de 10 Ω aurait 3 V à ses bornes.

  5. Dans une maille : générateur (UPN = 8,0 V), R1 (3,1 V) et R2 en série. Un élève écrit UPN+U1+U2=0 et trouve U2 = −11,1 V. La bonne valeur est :

    • A. −11,1 V
    • B. 11,1 V
    • C. 4,9 V
    • D. −4,9 V
    Réponse

    C. 4,9 V — En convention récepteur, les flèches de R1 et R2 sont opposées à celle du générateur : U_PN = U1 + U2, donc U2 = 8,0 − 3,1 = 4,9 V. L'élève a ignoré le sens des flèches.

  6. La courbe d'étalonnage d'un capteur a été établie entre 0 °C et 50 °C. Une mesure donne une résistance située hors du tableau, du côté des températures supérieures à 50 °C. On peut…

    • A. prolonger la courbe par une droite sans risque
    • B. affirmer que le capteur est défaillant
    • C. remplacer la courbe par la loi d'Ohm
    • D. seulement dire que θ dépasse 50 °C
    Réponse

    D. seulement dire que θ dépasse 50 °C — Une courbe d'étalonnage n'est valable que sur son domaine : hors de celui-ci, on sait seulement de quel côté on se trouve. Pour une valeur, il faut étendre l'étalonnage.

  7. Dans un circuit en série, on permute la lampe et le conducteur ohmique. L'intensité mesurée…

    • A. reste la même
    • B. augmente
    • C. diminue
    • D. dépend du sens du courant
    Réponse

    A. reste la même — Dans un circuit en série, l'ordre des dipôles n'a aucune importance : même maille, mêmes dipôles, même intensité.

  8. Deux conducteurs ohmiques R1 = 240 Ω et R2 = 720 Ω sont en dérivation. Quelle branche est parcourue par le courant le plus intense ?

    • A. Celle de R2, trois fois plus
    • B. Celle de R1, trois fois plus
    • C. Aucune : même intensité
    • D. Celle de R1, quatre fois plus
    Réponse

    B. Celle de R1, trois fois plus — Même tension U pour les deux : I1 = U/240 et I2 = U/720, donc I1 = 3 × I2. Le courant passe davantage par la branche de plus faible résistance.

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