Électricité : le circuit électrique à une boucle

1. a)Générateur : la pile. Récepteurs : le moteur et la lampe. (1)
2. b)Un interrupteur : il ouvre ou ferme le circuit, sans débrancher de fil. (1)
3. c)Deux bornes chacun (ce sont des dipôles). Bornes de la lampe : le culot et le plot. (1)
4. d)Les fils ne convertissent pas l’énergie électrique (en lumière ou en mouvement) : ils la transportent seulement. Ce ne sont même pas des dipôles. (1)

Repère — Générateur : fournit l’énergie ; récepteur : la convertit ; interrupteur : ouvre ou ferme ; fil : relie.

1. a)Rectangle tracé à la règle ; sur les côtés, dans l’ordre : pile (trait long +, trait court −), interrupteur fermé, moteur (cercle et M), lampe (cercle et croix). (1)
2. b)Flèche sur un fil, partant du côté du trait long (+) et allant vers la borne − en passant par les récepteurs : c’est le sens du courant à l’extérieur de la pile. (1)
3. c)Trait relevé qui laisse un espace. Le circuit est ouvert : le moteur s’arrête et la lampe s’éteint. (1)
4. d)Les fils doivent être horizontaux ou verticaux ; les symboles se placent sur les côtés, jamais dans les angles ; les deux traits de la pile doivent être de longueurs différentes pour distinguer + et −. (1)

Méthode — On part du trait long de la pile et on dessine les dipôles dans l’ordre où le courant les rencontre.

1. a)Conducteurs : fourchette, bracelet, éponge humide, mine de critérium. Isolants : bouteille, baguette. (1)
2. b)La mine de critérium : le graphite conduit le courant sans être un métal. (1)
3. c)L’eau du robinet contient des sels dissous et conduit le courant ; la mousse sèche est isolante. (1)
4. d)Les deux pinces se touchent (ou touchent un même objet métallique) : la boucle est fermée sans passer par le verre. (1)

Attention — Pour qu’un test soit valable, la boucle doit être ouverte au départ et seules les pinces doivent toucher l’objet.

1. a)Montage A : le courant sort par le trait long (+), fait le tour et arrive sur le triangle de la DEL, qui pointe dans le sens du courant (sens passant). Dans B, le triangle pointe contre le courant : DEL à l’envers. (1)
2. b)Du côté de la patte longue : le courant entre dans la DEL par sa patte longue, côté +. (1)
3. c)Oui, le moteur tourne : il fonctionne dans les deux sens. En retournant la pile, il tournerait dans l’autre sens. (1)
4. d)Dans une boucle unique, une DEL à l’envers bloque le courant : aucun courant ne circule. Et elle est neuve : elle n’est pas cassée, seulement à l’envers. (1)

Le point clé — Le triangle de la DEL pointe dans le sens où le courant peut passer, de la borne + vers la borne −.

1. a)Je prévois : l’ordre ne compte pas. Je teste : j’échange la lampe et le moteur. J’observe : la lampe brille pareil, le moteur tourne pareil. Je conclus : dans une boucle unique, l’ordre des dipôles ne change rien. (1)
2. b)La photopile est le générateur : elle convertit l’énergie lumineuse en énergie électrique. Sans lumière, elle ne fournit plus d’énergie, le moteur s’arrête. (1)
3. c)Un court-circuit : un fil relie directement les deux bornes de la pile (la lampe est contournée) ; le courant est très intense et les fils chauffent. Il faut débrancher aussitôt. (1)
4. d)Vérifier que l’interrupteur est fermé ; 2) vérifier que les pinces touchent le métal des bornes (culot et plot) ; 3) tester la lampe dans un circuit qui marche pour savoir si elle est grillée (puis tester la pile avec une autre lampe). (1)

Méthode — On cherche la coupure un élément à la fois ; et on ne fait jamais d’expérience avec la prise de la maison (230 V).