--- niveau: "4eme" discipline: "physique-chimie" theme_bo: "L'energie et ses conversions" chapitre: 8 titre: "Les lois de l'electricite (Tension et Intensite)" duree_heures: 4.5 prerequis: - "4e-06 — Rappels de 5eme : Electricite" - "4e-07 — Utilisation du multimetre" competences_bo: - "Utiliser les lois de l'electricite" - "Appliquer la loi des mailles et la loi des noeuds" competences_socle: - "D1.3 — Langages scientifiques" - "D2 — Methodes et outils" - "D4 — Systemes naturels et techniques" mots_cles: - tension - intensite - serie - derivation - additivite - unicite - loi des noeuds - loi des mailles eval_diagnostique: "QCM prerequis multimetre et circuits" eval_formative: "TP PhET simulation circuits" eval_sommative: "TP PhET + devoir" --- # 4C8 — Les lois de l'électricité (Tension & Intensité) > *M. VERHILLE — Physique-Chimie · 4ème* **Sources :** `4C8-lois-electricite-p1-tension.pdf` + `4C8-lois-electricite-p2-intensite.pdf` --- ## Objectifs et competences **Repères du programme de cycle 4 (BO 2020)** : - Utiliser les lois de l'electricite (Kirchhoff) - Appliquer la loi des mailles et la loi des noeuds **Competences du socle** : - D1.3 : Utiliser les langages scientifiques (formules, schemas) - D4 : Systemes naturels et techniques **A la fin de ce chapitre, l'eleve sait** : - [ ] Appliquer l'additivite des tensions en serie ($U_G$ = U₁ + U₂) - [ ] Appliquer l'unicite de la tension en derivation - [ ] Appliquer la loi des noeuds (I = I₁ + I₂) - [ ] Verifier la conservation du courant en serie --- > **Modèle utilisé** : fils de connexion idéaux, appareils de mesure idéaux et tension du générateur maintenue. Un partage égal des tensions n’est utilisé que pour des **lampes identiques**, placées dans les mêmes conditions. Sur un vrai montage, on compare les valeurs dans la limite des incertitudes. ## Tableau de synthèse | | **Série** | **Dérivation** | | --------------- | ---------------------------- | --------------------------- | | **Tension U** | $U_G$ = U₁ + U₂ (additivité) | $U_G$ = U₁ = U₂ (unicité) | | **Intensité I** | I identique en tout point | I = I₁ + I₂ (loi des nœuds) | > Image de référence : `synthese-lois-tension-intensite-schema-bilan.jpg` --- ## Partie 1 — Lois de la tension ### Circuit en série $$U_G = U_1 + U_2$$ La tension du générateur se **partage** entre les récepteurs. ### Circuit en dérivation $$U_G = U_1 = U_2$$ Chaque branche reçoit la **même tension** que le générateur. > **Application maison :** Les prises électriques sont en dérivation → chaque appareil reçoit 230V indépendamment. --- ## Partie 2 — Lois de l'intensité ### Circuit en série — Conservation du courant L'intensité I est **identique en tout point** de la boucle (une seule boucle = même courant partout). ### Circuit en dérivation — Loi des nœuds $$I = I_1 + I_2$$ Au nœud A, le courant se **divise** en branches. Au nœud B, les courants se **réunissent**. **Formule générale :** $$\sum I_{\text{entrants}} = \sum I_{\text{sortants}}$$ > Image de référence : `loi-des-noeuds-intensite-schema.jpg` --- ## TP de référence - TP simulation PhET : pile 9V, 5 lampes identiques en série → 1,80V chacune ; circuit mixte → 4,50V / 9,00V / 3,00V - Lien PhET : https://phet.colorado.edu/sims/html/circuit-construction-kit-dc/latest/circuit-construction-kit-dc_all.html?locale=fr --- ## Erreurs frequentes a eviter - **Confondre loi des noeuds et loi des mailles** : la loi des noeuds concerne les intensites (I = I₁ + I₂) dans un circuit en derivation. La loi des mailles (additivite des tensions) concerne les tensions en serie (U = U₁ + U₂) - **Appliquer la loi d'additivite des tensions dans un circuit en derivation** : en derivation, les tensions sont EGALES (U = U₁ = U₂), pas additives. L'additivite ne s'applique qu'en serie - **Oublier que l'intensite est la meme partout dans un circuit en serie** : dans un circuit en serie, le courant n'a qu'un seul chemin. L'intensite est donc identique en tout point de la boucle --- ## Differenciation - **Remediation** : sur deux schemas (un circuit serie, un circuit derivation), completer les valeurs manquantes de tension ou d'intensite en appliquant la bonne loi. Utiliser le tableau de synthese comme aide - **Approfondissement** : a partir d'un circuit mixte (serie + derivation) avec des valeurs partielles, retrouver toutes les tensions et intensites en combinant loi des noeuds et additivite des tensions --- ## Ressources liees - H5P tension : `../sources/ch08-lois-electricite/physique-chimie-4eme-ch8-lois-tension.h5p` - H5P intensite : `../sources/ch08-lois-electricite/physique-chimie-4eme-ch8-lois-intensite.h5p` (+ illustre) - H5P TP tension : `../sources/ch08-lois-electricite/physique-chimie-4eme-lois-tension-serie-derivation.h5p` - H5P exercices p.121 : `../sources/ch08-lois-electricite/physique-chimie-4eme-exercices-p121-intensite.h5p` - [[liens-web-s1-4eme|Liens web S1]] — PhET labo circuits DC ## Navigation - Precedent : [[4e-07-utilisation-multimetre|Ch.7 — Utilisation du multimetre]] - Suivant : [[4e-09-resistance-loi-ohm|Ch.9 — Resistance et loi d'Ohm]] - Voir aussi : [[4e-06-electricite-rappels-5eme|Ch.6 — Rappels]] (symboles, serie/derivation) - [[4-INDEX|Index 4eme]] --- ## QCMs associes - [[03_CASQUETTES/EDUCATION/MES_COURS/4eme/sources/ch08-lois-electricite/physique-chimie-4eme-ch8-lois-tension.h5p]] - [[03_CASQUETTES/EDUCATION/MES_COURS/4eme/sources/ch08-lois-electricite/physique-chimie-4eme-ch8-lois-intensite.h5p]] - [[03_CASQUETTES/EDUCATION/MES_COURS/4eme/sources/ch08-lois-electricite/physique-chimie-4eme-lois-tension-serie-derivation.h5p]] - [[03_CASQUETTES/EDUCATION/MES_COURS/4eme/sources/ch08-lois-electricite/physique-chimie-4eme-exercices-p121-intensite.h5p]]