Conducteurs et isolants électriques, solides et liquides ; le court-circuit d’une lampe ou de la pile ; le corps humain conducteur, l’électrisation et les dangers du secteur ; fusible, disjoncteur, différentiel et prise de terre.
À propos de cette page
Des exercices corrigés du ★ au ★★★ : vocabulaire des conducteurs et des isolants, tests de liquides avec une lampe et une DEL, objets d’électricien, courts-circuits à repérer sur des schémas, boucle à travers le corps, règles de sécurité, rôle du fusible dans un circuit et situations de la maison.
12 exercices, classés par cas comme le cours. Écris ta réponse, puis « Vérifier ».
Cas 1Conducteurs et isolants
Réflexe — métaux, graphite, eau qui contient des sels dissous, corps humain : conducteurs ; plastiques, caoutchouc, verre, bois sec, huile, air : isolants. Revoir la méthode →
Exercice 1★★★Facile
Complète avec le mot du cours.
Tous les sont conducteurs : cuivre, fer, zinc, laiton…
Tous les métaux laissent passer le courant électrique.
Le graphite est conducteur alors qu’il n’est pas un .
Le graphite (carbone) conduit sans être un métal.
Une eau dans laquelle on a dissous du sel de cuisine est .
Le sel dissous rend l’eau conductrice.
Une eau pure, sans rien de dissous, conduit très .
Sans sels dissous, l’eau conduit très mal.
Une semelle de basket en caoutchouc est .
Le caoutchouc est un isolant.
Normalement isolant, l’air se laisse traverser par la quand la tension est énorme.
Sous une tension énorme, l’air conduit : c’est la foudre.
Exercice 2★★★Moyen
Un élève plonge deux électrodes dans quatre liquides, d’abord avec un testeur à lampe, puis avec un testeur à DEL. Observe ses résultats, puis complète.
Liquide testé
Testeur à lampe
Testeur à DEL
eau de mer
brille faiblement
brille
eau minérale
éteinte
brille faiblement
eau distillée
éteinte
éteinte
jus de citron
éteinte
brille
Le seul liquide qui fait briller la lampe est l’.
Seule l’eau de mer, très salée, laisse passer un courant assez fort pour la lampe.
Le nombre de liquides qui font s’allumer la DEL est .
Eau de mer, eau minérale, jus de citron : 3 liquides conducteurs.
Le liquide qui allume bien la DEL, mais pas la lampe, est le .
Le jus de citron conduit assez pour la DEL, pas assez pour la lampe.
L’eau minérale allume faiblement la DEL, mais pas la lampe : elle conduit, mais c’est un conducteur .
Un conducteur médiocre : il ne laisse passer qu’un courant faible.
Le liquide qui se comporte comme un isolant dans les deux tests est l’.
L’eau distillée, sans sels dissous, n’allume ni la lampe ni la DEL.
Exercice 3★★★Difficile
Conducteurs et isolants dans les objets : complète.
La tige d’un tournevis d’électricien est en acier ; son manche, en plastique épais, est .
Le manche est isolant : le courant ne traverse pas la main.
Pour travailler près des fils, une échelle en aluminium est dangereuse, car l’aluminium est .
L’aluminium est un métal, donc conducteur : s’il touche un fil, l’échelle peut conduire le courant.
Le diamant est fait de carbone, comme le graphite, mais il est .
Même élément, autre organisation : le diamant est isolant.
La peinture d’une canette empêche le contact : pour la tester, les pinces doivent toucher l’aluminium .
On gratte la peinture : les pinces doivent toucher l’aluminium nu.
Sur un pylône, les câbles sont accrochés par des isolateurs en ou en porcelaine.
Les isolateurs sont en verre ou en porcelaine, deux isolants.
Cas 2Le court-circuit
Réflexe — je repère les deux points du fil seul, puis je suis le chemin qui passe par la pile : s’il ne reste aucun récepteur, court-circuit de la pile. Revoir la méthode →
Exercice 4★★★Facile
Complète avec le mot du cours.
Quand un chemin de fils sans aucun récepteur relie les deux bornes de la pile, la pile est en .
C’est un court-circuit de la pile.
Dans cette situation, le courant devient très .
Sans récepteur sur le chemin, le courant devient très intense.
Les fils et la pile se mettent alors à très vite.
Ils chauffent : danger de brûlure et d’incendie.
Une lampe dont les deux bornes sont reliées par un fil seul est .
Elle est court-circuitée : le courant passe par le fil.
Une lampe contournée par un fil seul n’est pas grillée : si l’on retire le fil, elle de nouveau.
Sans le fil, le courant la traverse de nouveau : elle brille.
Une lampe grillée ouvre la boucle ; une lampe court-circuitée, elle, laisse le courant par le fil seul.
Le courant contourne la lampe et continue de passer par le fil seul.
Exercice 5★★★Moyen
Observe les trois schémas. Les points noirs sont les branchements du fil seul. Puis complète.
ABC
Dans le schéma A, la lampe qui s’éteint est .
Le fil seul relie les deux bornes de L1 : elle est court-circuitée.
Dans le schéma A, L2 brille qu’avant (moins fort, pareil ou plus fort).
L2 reste seule sur le chemin du courant : il est plus intense, elle brille plus fort.
Le schéma où la pile est en court-circuit est le schéma .
Dans B, le fil seul contourne la lampe et le moteur : plus aucun récepteur sur le chemin.
Dans le schéma B, le seul dipôle que le fil seul ne contourne pas est l’.
Il ne reste que l’interrupteur fermé, qui n’est pas un récepteur.
Dans le schéma C, aucune lampe ne brille, car l’interrupteur est .
K est ouvert : le chemin qui passe par la pile est coupé.
Dans le schéma C, si l’on ferme K, la seule lampe qui brille est .
L1 reste court-circuitée par le fil seul ; L2 brille.
Exercice 6★★★Difficile
Prévois, puis complète.
Une boucle contient une pile et deux moteurs M1 et M2. Un fil seul relie les deux bornes de M1 : M2 tourne (moins vite, pareil ou plus vite).
M1 est court-circuité et s’arrête ; M2 reste seul sur le chemin : il tourne plus vite.
Une boucle contient une pile, un interrupteur fermé, une lampe et un moteur. Un fil seul relie les deux bornes de la lampe, un second fil seul celles du moteur : le nombre de récepteurs qui restent sur le chemin du courant est .
Chaque récepteur est contourné par un fil : il en reste 0 sur le chemin du courant, la pile est en court-circuit.
Deux piles plates rangées en vrac dans une trousse avec un compas en métal sont dangereuses : le compas peut relier les deux bornes d’une pile. Pour l’éviter, on les garde dans leur d’origine.
Le compas, conducteur, pourrait relier les deux bornes d’une pile ; dans leur emballage, les piles ne touchent aucun objet en métal.
De l’eau renversée sur une multiprise branchée peut relier deux bornes : l’eau du robinet le courant.
L’eau du robinet conduit : elle peut provoquer un court-circuit.
Un fil seul contourne un interrupteur qui coupait la boucle, et lui seul : les lampes de la boucle se mettent à .
Le fil seul ferme la boucle à la place de l’interrupteur ouvert : les lampes se mettent à briller.
Cas 3Le corps humain et les dangers du secteur
Réflexe — le corps humain est conducteur : s’il ferme une boucle avec le secteur, le courant le traverse ; le danger grandit avec la tension, l’eau, la durée. Revoir la méthode →
Exercice 7★★★Facile
Complète avec le mot du cours.
Un courant qui traverse le corps et provoque des blessures : c’est une .
C’est une électrisation.
Quand le courant qui traverse le corps entraîne la mort, on parle d’.
C’est une électrocution.
Le courant contracte les muscles : la main se referme sur le fil et ne peut plus le .
Les muscles contractés empêchent de lâcher le fil.
Des fils d’une prise, le fil dangereux est la .
La phase est le fil dangereux.
Près d’une ligne à haute tension, le courant peut sauter dans l’air sans contact : c’est un électrique.
C’est un arc électrique.
Les d’une prise récente ferment ses trous quand rien n’y est branché.
Les obturateurs (éclipses) protègent surtout les jeunes enfants.
Exercice 8★★★Moyen
Le courant ne traverse un corps que si celui-ci ferme une boucle. Pour chaque situation, complète.
Un pigeon posé sur un seul câble ne touche rien d’autre : son corps ne ferme aucune .
Le courant ne peut pas entrer et ressortir : aucune boucle, il ne traverse pas le pigeon.
Une personne touche par accident un fil sous tension d’une main et un radiateur en métal, relié au sol, de l’autre : le courant traverse ses deux bras et sa .
D’une main à l’autre, le courant traverse la poitrine, près du cœur : c’est très dangereux.
Avec des chaussures mouillées sur un carrelage humide, le danger est plus .
L’eau laisse mieux passer le courant : danger plus grand.
Une pile plate de 4,5 V tenue entre deux doigts : sa tension est trop pour être dangereuse.
Une tension aussi faible est sans danger pour le corps.
Exercice 9★★★Difficile
Règles de sécurité : complète.
Pour ouvrir un appareil électrique, il ne suffit pas de l’éteindre : il faut le .
Éteint, il reste relié au secteur : on le débranche.
On débranche un appareil en tirant sur la , pas sur le fil.
On tire sur la fiche : le fil pourrait s’abîmer.
Le pictogramme du danger électrique est un triangle avec un éclair noir.
Un triangle jaune bordé de noir, avec un éclair.
Un câble arraché par une tempête peut rester dangereux : on ne s’en pas.
Il peut rester sous tension : on ne s’en approche pas et on prévient les secours.
Pour une personne électrisée, le numéro d’urgence européen est le .
Le 112 ; on peut aussi appeler le 15 ou le 18, après avoir coupé le courant.
Cas 4Se protéger : fusible, disjoncteur, différentiel et terre
Réflexe — courant trop intense : fusible ou disjoncteur, pour les fils ; fuite de courant : différentiel et terre, pour les personnes. Revoir la méthode →
Exercice 10★★★Facile
Complète avec le mot du cours.
Quand le courant devient trop intense, le fil fin d’un fusible .
Le fil fond : le circuit s’ouvre.
Une fois la cause supprimée, on le disjoncteur en remontant sa manette.
On réarme le disjoncteur.
Le dispositif qui coupe le courant dès qu’une partie du courant fuit, par exemple à travers une personne, est le .
C’est le différentiel, qui protège les personnes.
La carcasse métallique d’un lave-vaisselle est reliée au sol par le fil de .
Le fil de terre, vert et jaune.
Trop d’appareils branchés sur la même multiprise provoquent une .
C’est une surcharge : le courant dans le fil est trop intense.
Le fusible et le disjoncteur protègent les fils et les appareils contre l’.
Un courant trop intense ferait chauffer les fils : ils les protègent contre l’incendie.
Exercice 11★★★Moyen
Observe les deux schémas, qui contiennent chacun un fusible F, puis complète.
Schéma 1Schéma 2
Dans le schéma 1, quand on ferme K, le fusible .
Le fil seul contourne L1 : court-circuit de la pile. Le courant très intense traverse F, qui fond.
Une fois le circuit ouvert par le fusible, la pile ne plus.
Le circuit est ouvert : plus de courant, la pile ne chauffe plus.
Dans le schéma 2, le nombre de dipôles contournés par le fil seul est .
Le fil seul part entre K et F et revient après L1 : il contourne F et L1, 2 dipôles, donc aussi le fusible.
Dans le schéma 2, la pile est en , sans aucune protection.
Le courant ne passe plus par F, qui ne fond pas : la pile est en court-circuit.
Pour réparer le schéma 1, on retire le fil seul ; le nouveau fusible doit être à celui qui a fondu.
Un fusible identique, jamais un fil.
Exercice 12★★★Difficile
Situations de la maison : complète.
Le dispositif contre les fuites de courant de la salle de bains se déclenche dès qu’on branche un vieux sèche-cheveux : l’appareil a sans doute un fil .
Un fil abîmé laisse une partie du courant fuir hors du circuit : le différentiel le détecte.
Dans une maison sans dispositif contre les fuites de courant, si quelqu’un touche la phase, le courant qui traverse son corps n’est arrêté par dispositif.
Le fusible et le disjoncteur ne voient pas ce courant, et il n’y a pas de différentiel : aucun dispositif ne l’arrête.
Le fusible et le disjoncteur ne réagissent pas au courant qui traverse une personne : il est bien trop pour eux.
Ce courant, dangereux pour le cœur, est trop faible pour eux.
Un fusible fondu ne se répare pas : on le .
On le remplace par un fusible identique.
Quand trop d’appareils branchés ensemble ont fait couper le disjoncteur, avant de le remettre en marche, on une partie des appareils.
C’est une surcharge : on débranche des appareils, sinon il coupera de nouveau.
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