M7S5_RE

Site: Moodle CSSRDN
Cours: Science 4e secondaire (ST / STE) - 2023-2024
Livre: M7S5_RE
Imprimé par: Visiteur anonyme
Date: vendredi 18 juillet 2025, 07:27

Description

Tu dois parcourir l'ensemble des chapitres de ce cahier de  ressources pour bien te préparer au test de validation de cette station.

1. Première loi : Loi des nœuds

1.1 Petit laboratoire 

Pour commencer, définissons ce qu'est un nœud. Lorsqu'on joint trois fils ou plus, on appelle cette jonction un nœud. Certaines règles régissent le comportement du courant dans ces nœuds. Étudions ensemble à quoi tout cela peut ressembler. 

Dans l'application, dans la section labo, effectue le branchement suivant de façon à prendre les mesures demandées. 

Description

Insère les mesures demandées dans le tableau ci-dessous. 

Les utilisateurs invités n’ont pas la permission d’interagir avec des questions intégrées.

Analyse

Si on additionne les valeurs des intensités circulant dans les deux résistances, on remarque que la somme correspond à l'intensité totale. La première loi de Kirchhoff, ou loi des nœuds, s'énonce donc ainsi :


Première loi de Kirchhoff

L'intensité du courant électrique qui entre dans un nœud ou dans une composante du circuit est toujours égale à l'intensité du courant électrique qui en sort. 

1.2 Un petit défi

Les utilisateurs invités n’ont pas la permission d’interagir avec des questions intégrées.

Clique sur le bouton ci-dessous afin de poursuivre au chapitre suivant.

Continuer  



2. Deuxième loi : Loi des boucles

2.1 Petit laboratoire 

Pour commencer, définissons ce qu'est une boucle. Lorsqu'on revient à notre point de départ sans avoir fait demi-tour, on a parcouru une boucle. Les patineurs olympiques en patinage de vitesse par exemple font des boucles. 

Dans l'application, dans la section labo, effectue le branchement suivant de façon à prendre les mesures demandées. 

Description

Insérer les mesures demandées dans le tableau ci-dessous.
 

Les utilisateurs invités n’ont pas la permission d’interagir avec des questions intégrées.

Analyse

Si on additionne les valeurs des tensions (différences de potentiel) aux bornes des deux résistances, on remarque que la somme correspond à la tension (différences de potentiel) de la source. La deuxième loi de Kirchhoff, ou loi des boucles, s'énonce dont ainsi :


Deuxième loi de Kirchhoff

L'énergie électrique totale acquise par les charges à la source est toujours égale à l'énergie transformée par les composantes, et ce, peu importe le chemin parcouru. 

2.2 Un petit défi

Les utilisateurs invités n’ont pas la permission d’interagir avec des questions intégrées.

Clique sur le bouton ci-dessous afin de poursuivre au chapitre suivant.

Continuer   



3. Des résistances, des tensions et des courants

3.1 Les circuits en série

Dans un circuit en série, comme on l'a vu dans la station précédente, les éléments sont placés à la queue leu leu et le courant passe par l'une ET par l'autre des composantes. Comme il n'y a pas d'issue, l'intensité du courant électrique est la même en tout point du circuit. Par contre, comme on l'a vu avec la deuxième loi de Kirchhoff, la loi des boucles, les tensions s'additionnent. On peut donc dire que :

Itot = I1 = I2                                               Utot = U1 + U2

Comme on sait par la loi de Ohm que U = RI, on peut dire que :

Réq  Itot = R1I1 + R2I2

Comme les courants sont toujours les mêmes, on peut dire que :

Réq I = R1I + R2I

Réq I = (R1 + R2) I

On peut annuler les I en divisant de chaque côté de l'équation. 

Réq = R1 + R2

On peut donc dire que si on veut remplacer deux composantes par une seule dans un circuit en série, la résistance de la nouvelle composante doit être la somme des deux autres pour que le circuit soit équivalent. 


Formules

Dans un circuit en série :

  1. Intensité du courant
    Itotal = I1 = I

  2. Tension
    Utotal = U1 + U2

  3. Résistance
    Réq = R1 + R2

3.2 Les circuits en parallèle

Dans un circuit en parallèle, comme on l'a vu dans la station précédente, les éléments forment des boucles distinctes et le courant passe par l'une OU par l'autre des composantes. Comme il y a deux chemins possibles et tel que vu dans la première loi de Kirchhoff, la loi des nœuds, l'intensité du courant électrique total est égale à la somme des intensités des courants circulant dans chacune des composantes. Par contre, comme on l'a vu avec la deuxième loi de Kirchhoff, la loi des boucles, chaque charge doit céder aux composantes l'énergie reçue à la source. Comme une charge ne passe que par une composante, les tensions aux bornes des éléments et de la pile doivent être identiques. On peut donc dire que :

Itot = I1 + I2                                        Utot = U1 = U2

Comme on sait par la loi d'Ohm que U = RI, on peut dire que :

\( \huge{ \frac{Utot}{Réq} = \frac{U₁}{R₁} \frac{U₂}{R₂}} \)


Comme les tensions sont toujours les mêmes, on peut dire que :

\( \huge{ \frac{Utot}{Réq} = \frac{U}{R₁} + \frac{U}{R₂} } \)

\( \huge {\frac{Utot}{Réq} = U(\frac{1}{R₁} + \frac{1}{R₂}) } \)

Et en simplifiant les tensions de chaque côté de l'équation, on obtient : 

\( \huge {\frac{1}{Réq} = \frac{1}{R₁} + \frac{1}{R₂} } \)

On peut donc dire que si on veut remplacer deux composantes par une seule dans un circuit en parallèle, l'inverse de la résistance de la nouvelle composante doit être la somme des inverses des deux autres pour que le circuit soit équivalent. 


Formules

Dans un circuit en parallèle:

  1. Courant
    Itotal = I1 + I2

  2. Tension
    Utotal = U1 = U2

  3. Résistance
    \( \huge {\frac{1}{Réq} = \frac{1}{R₁} + \frac{1}{R₂} }  \)

3.3 Vidéo récapitulative


Clique sur le bouton ci-dessous afin de poursuivre au chapitre suivant.

Continuer  

4. Calculs en électricité

4.1 Vidéos récapitulatives des lois de Kirchhoff

4.2 Les calculs en électricité

Clique sur le bouton ci-dessous afin de poursuivre au chapitre suivant.

Continuer  

5. Synthèse

Astuce!

Tu veux réussir mieux ! Prends le temps de consigner dans le cahier de notes l'ensemble de tes apprentissages. Tu auras ainsi un cahier non seulement ordonné, mais aussi imprimable. De plus, le fait de résumer, d'expliquer, de synthétiser la matière te permet de mieux l'assimiler. Ton temps d'étude en sera sans aucun doute réduit!

Important : Lorsque tu prends des notes dans ton cahier, tu dois toujours cliquer sur "enregistrer" pour les conserver. Une fois tes notes compilées, n'oublie pas de cocher la boite à côté de cette ressource afin d'avoir accès au test de validation de la station.

Voici ce que je retiens de la station 5 : 


Retour au module en cours