Générateur, récepteurs et interrupteur ; circuit fermé ou ouvert, une seule boucle où l’ordre ne compte pas ; conducteurs et isolants ; sens du courant et DEL ; moteur, photopile et capteurs ; pannes et sécurité ; symboles et schéma normalisé
À propos de cette page
Ces problèmes corrigés sur « Électricité : le circuit électrique à une boucle » en sixième permettent d'appliquer le cours à des situations concrètes en physique. Ils suivent le programme officiel de sixième et se résolvent étape par étape. Au programme : générateur, récepteurs, interrupteur et fils ; circuit fermé ou ouvert ; le courant circule dans toute la boucle et l’ordre des dipôles ne change rien ; conducteurs et isolants ; sens du courant et DEL ; moteur, photopile et capteurs ; chercher une panne ; règles de sécurité électrique ; symboles normalisés, passer du montage au schéma et du schéma au montage. Cherche au brouillon, saisis ta réponse puis clique sur « Vérifier » pour te corriger. Idéal pour développer le raisonnement, la rigueur et la confiance avant une évaluation.
6 problèmes, du plus simple au plus difficile. Écris tes réponses, puis « Vérifier ».
Résoudre un problème : la méthode
Je lis tout l’énoncé et je repère les dipôles du circuit.
Je trace (au brouillon) le schéma normalisé de la boucle.
Je prévois en suivant la boucle de la borne + à la borne − : coupure ? isolant ? DEL à l’envers ?
Je cherche la panne en ne changeant qu’un élément à la fois.
Je réponds avec le mot exact du cours.
Problème 1 · La lampe de poche★★★Facile
Une lampe de poche contient une pile, un bouton-poussoir et une ampoule. Ce soir, elle ne s’allume plus.
1. Quel élément de la lampe de poche joue le rôle de générateur ?
La pile fournit l’énergie électrique.
2. Quel élément joue le rôle d’interrupteur ?
Appuyer sur le bouton-poussoir ferme le circuit.
3. On sort l’ampoule et on la branche directement sur une pile neuve : elle brille. Quel élément est donc hors de cause ?
L’ampoule brille avec une pile neuve : elle n’est pas grillée.
4. On remet l’ampoule et on remplace la vieille pile par la pile neuve : tout fonctionne. La vieille pile était .
On n’a changé qu’un élément, la pile : c’est elle qui était usée.
Problème 2 · La lumière du réfrigérateur★★★Facile
Quand on ouvre la porte du réfrigérateur, la lampe intérieure s’allume ; quand on la ferme, elle s’éteint. Un petit bouton, enfoncé par la porte, commande la lampe.
1. Quel dipôle du cours correspond à ce petit bouton ?
Le bouton ouvre ou ferme le circuit de la lampe : c’est un interrupteur.
2. Porte fermée, la lampe est éteinte : le circuit est .
Lampe éteinte : la boucle est coupée, le circuit est ouvert.
3. Porte ouverte, la lampe brille : le circuit est .
La lampe brille : la boucle est complète, le circuit est fermé. Ici, le bouton enfoncé ouvre le circuit et le bouton relâché le ferme.
4. Sur le schéma normalisé de ce circuit, porte fermée, l’interrupteur se dessine .
Porte fermée, le circuit est ouvert : on dessine l’interrupteur ouvert (trait relevé).
Problème 3 · Le test des objets★★★Moyen
Un élève réalise un circuit pile + lampe avec une coupure entre deux pinces crocodiles, puis y place tour à tour des objets. Résultats : cuillère en inox → la lampe brille ; bouchon en liège → éteinte ; trombone → brille ; carte en plastique → éteinte ; mine de crayon → brille faiblement.
1. Combien d’objets testés sont des conducteurs ?
Cuillère, trombone et mine de crayon font briller la lampe : 3 conducteurs.
2. De quelle matière est faite la mine de crayon qui conduit le courant ?
Le graphite est un conducteur qui n’est pas un métal.
3. Avant de placer un objet, la lampe doit être allumée ou éteinte ?
Le circuit doit être ouvert au départ, lampe éteinte : c’est l’objet qui ferme la boucle ou non.
4. L’élève pince par erreur le bouchon de liège avec les deux pinces, alors qu’il voulait tester le trombone posé dessus. La lampe reste éteinte, car les pinces touchent un matériau .
Les pinces doivent toucher l’objet testé lui-même ; ici elles touchent le liège, qui est isolant.
Problème 4 · La DEL et le sens du courant★★★Moyen
Sur une plaquette, on monte une pile, une résistance de protection et une DEL rouge dans une seule boucle. La DEL brille. Puis on retourne la pile.
1. Après avoir retourné la pile, la DEL est .
La DEL ne laisse passer le courant que dans un sens : pile retournée, elle est à l’envers, donc éteinte.
2. Dans le montage qui fonctionnait, la patte longue de la DEL était du côté de la borne de la pile.
Patte longue côté + : c’est le sens passant.
3. On remplace la DEL et sa résistance par une petite lampe. Pour combien de sens de branchement de la pile la lampe brille-t-elle ?
Une lampe brille dans les deux sens : le sens du courant ne change rien pour elle.
4. Sur le schéma normalisé du premier montage, le triangle de la DEL pointe vers la borne en suivant le fil.
Le triangle pointe dans le sens du courant, qui va de + vers − : il pointe vers la borne −.
Problème 5 · La lampe solaire du jardin★★★Difficile
Une lampe de jardin contient une photopile, une batterie, un capteur et une DEL. Le jour, la photopile éclairée charge la batterie. Quand la nuit tombe, le capteur ferme tout seul le circuit de la DEL, alimentée par la batterie.
1. Le jour, quel dipôle convertit la lumière en énergie électrique ?
La photopile est un générateur : elle convertit l’énergie lumineuse en énergie électrique.
2. Le capteur réagit à la nuit qui tombe : c’est un capteur de .
Il réagit à la baisse de la lumière : capteur de lumière (d’éclairement).
3. La nuit, quel élément joue le rôle de générateur pour la DEL ?
La nuit, la photopile n’est pas éclairée : c’est la batterie, chargée le jour, qui fournit l’énergie.
4. Une nuit, la DEL reste éteinte alors que la batterie est chargée et que le capteur ferme bien le circuit. On la retourne : elle brille. Elle était branchée à l’.
Retournée, elle brille : elle était à l’envers.
Problème 6 · Dans la salle de bains★★★Difficile
Sur l’étiquette d’un sèche-cheveux, on lit : « Ne pas utiliser près d’une baignoire ou d’un lavabo rempli d’eau ». À l’école, les expériences se font avec des piles.
1. Les prises de courant de la maison fournissent une tension de V.
Le secteur, en France, est en 230 V : il peut tuer, contrairement aux piles de la classe.
2. Le corps humain est-il conducteur ou isolant ?
Le corps humain est conducteur, surtout quand la peau est mouillée.
3. L’eau du lavabo laisse passer le courant : c’est un liquide .
L’eau du robinet contient des sels dissous : elle est conductrice. Le courant du secteur pourrait traverser l’eau puis le corps.
4. Avant de changer l’ampoule du plafonnier, on coupe le courant au .
On coupe le courant au disjoncteur : on ne touche jamais un circuit branché sur le secteur.
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