3e · Physique-chimie

Contrôle n°5 — Synthèse : Électricité et sécurité

Évaluation de synthèse sur les circuits électriques, la loi d'Ohm, l'énergie et les règles de sécurité domestique.

1h · Moyen · 3 exercices · Barème sur 20 points

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Sujet

Travaille d’abord sans consulter le corrigé. Note tes réponses et les étapes de ton raisonnement.

Exercice 1 — Circuit en série et en dérivation (7 points)

Dans ta chambre, tu as une lampe de chevet (L1) et une lampe de bureau (L2) branchées sur la même multiprise. 1. Ce branchement est-il un circuit en série ou en dérivation ? Dessine un schéma normalisé de ce circuit avec la multiprise représentée par un générateur (prise murale). 2. Que se passe-t-il pour L2 si L1 grille ? Justifie. 3. Si tu branches en plus un chargeur de téléphone sur la multiprise, l'intensité fournie par la prise murale augmente-t-elle, diminue-t-elle ou reste-t-elle la même ? Explique.

Exercice 2 — Loi d'Ohm et puissance (7 points)

La résistance chauffante d'un sèche-cheveux porte les indications : 230 V – 1800 W. 1. Calcule l'intensité du courant qui traverse cette résistance lorsqu'elle fonctionne normalement. 2. Calcule la valeur de cette résistance R. 3. En utilisant la loi d'Ohm, calcule l'intensité qui traverserait cette résistance si, par accident, elle était branchée sur une tension de 12 V (comme une batterie de voiture). Que remarques-tu ?

Exercice 3 — Sécurité électrique à la maison (6 points)

Ton petit frère a branché trop d'appareils (console, ordinateur, lampe, radiateur d'appoint) sur une multiprise qui chauffe anormalement. 1. Quel est le risque principal ? Quel dispositif de sécurité doit normalement se déclencher dans l'installation pour l'éviter ? 2. Cite deux autres règles de sécurité importantes concernant : a) Les prises électriques. b) Les fils électriques. 3. Pourquoi est-il dangereux de toucher un appareil électrique (comme un grille-pain) avec les mains mouillées ?

Corrigé et barème

Le total du barème est de 20 points. Les réponses rédigées admettent plusieurs formulations pertinentes ; compare le raisonnement, pas seulement les mots.

Exercice 1 — Circuit en série et en dérivation : 7 points

1. C'est un circuit en dérivation (ou parallèle). Schéma : Un générateur (symbolisé par un cercle avec + et -). Deux branches en dérivation partant des bornes du générateur. Sur chaque branche, le symbole d'une lampe (cercle avec X). 2. Rien. Les lampes sont en dérivation. Si L1 grille (filament coupé), le courant ne passe plus dans sa branche, mais il continue de passer dans la branche de L2 qui reste allumée. 3. Elle augmente. Chaque appareil ajouté en dérivation est une voie supplémentaire pour le courant. La loi des nœuds dit que l'intensité totale I fournie par le générateur est la somme des intensités dans chaque branche : I = I_L1 + I_L2 + I_chargeur. Ajouter un récepteur augmente I totale.

Exercice 2 — Loi d'Ohm et puissance : 7 points

1. P = U × I donc I = P / U = 1800 / 230 ≈ 7,83 A. 2. Méthode 1 : R = U / I = 230 / 7,83 ≈ 29,4 Ω. Méthode 2 : P = U²/R donc R = U²/P = (230)² / 1800 = 52900 / 1800 ≈ 29,4 Ω. 3. Loi d'Ohm : U = R × I' donc I' = U' / R = 12 / 29,4 ≈ 0,41 A. Remarque : L'intensité est beaucoup plus faible (environ 20 fois moins). La puissance dissipée P' = U' × I' = 12 × 0,41 ≈ 4,9 W serait très faible, la résistance chaufferait à peine.

Exercice 3 — Sécurité électrique à la maison : 6 points

1. Risque principal : Surchauffe des fils, incendie. Le dispositif qui doit se déclencher est le disjoncteur différentiel ou le coupe-circuit (fusible) de la ligne, qui détecte une surintensité. 2. a) Ne pas surcharger les prises/multiprises. Ne jamais introduire d'objet métallique dans une prise. Utiliser des cache-prises pour les jeunes enfants. b) Ne pas utiliser de fils dénudés ou endommagés. Ne pas tirer sur le fil pour débrancher un appareil, mais sur la prise elle-même. 3. L'eau (même légèrement minéralisée) est conductrice du courant électrique. La résistance de la peau mouillée est beaucoup plus faible que celle de la peau sèche. Un courant plus important peut alors traverser le corps en cas de défaut, augmentant gravement le risque d'électrocution.

Comprendre, puis réessayer

Repère une erreur précise, explique ce qui t’a manqué et refais l’exercice sans le corrigé. Reprends la notion dans ton cours avant de passer à un autre sujet.

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