Physique-Chimie
L'électricité en 4ème
Cette sous-partie du programme est l'occasion de réaliser de nombreuses manipulations quantitatives, c'est-à-dire comportant des mesures, visant à expliquer certaines observations faites en 5ème.
Si vous souhaitez plus de détails, vous pouvez consulter le BO.
Intensité et tension
L'élève apprend ici à mesurer deux grandeurs importantes en électricité : l'intensité du courant circulant dans un circuit et la tension aux bornes de dipôles constituant ce circuit.
L'appareil de mesure, le multimètre, (capable de mesurer plusieurs grandeurs) est tantôt utilisé en tant qu'ampèremètre (pour mesurer une intensité), tantôt en tant que voltmètre (pour mesurer une tension). il est multitâches! Pour cela, il est important de savoir quelles bornes utiliser et quel calibre choisir.
Les symboles de ces deux nouvelles grandeurs, leurs unités, les symboles des unités et les symboles normalisés des appareils de mesure sont bien sûr à connaître.
Ces nouvelles connaissances sont indispensables pour réaliser les montages proposés dont le but sera de parvenir, par l'expérience, aux lois des circuits.
| INTENSITE, de symbole I | TENSION, de symbole U |
|---|---|
| Du courant qui traverse un dipôle. | Entre les bornes d’un dipôle |
| Unité | Unité |
| Ampère, de symbole A | Volt, de symbole V |
| Appareil de mesure | Appareil de mesure |
| Ampèremètre qui se branche en série | Voltmètre qui se branche en dérivation |
| Remarque | Remarque |
| Le courant ne fait que traverser un dipôle. L’intensité reste donc la même avant et après un dipôle. |
C’est le générateur qui est responsable de la tension dans un circuit. Il n’y a pas de tension entre deux points reliés par un fil conducteur. |
| Circuit série | Circuit série |
| L’intensité du courant est la même en tout point du circuit | Le long d’un circuit série, les tensions s’ajoutent. La tension entre les bornes du générateur est égale à la somme des tensions entre les bornes des autres dipôles |
| Circuit avec dérivations | Circuit avec dérivations |
| L’intensité du courant qui traverse la branche principale est égale à la somme des intensités dans les branches dérivées. | Les tensions entre les bornes de deux dipôles branchés en dérivation sont égales. |
Cependant, mes quelques années d'expérience (devant des élèves très différents, allant du Nord à l'Isère en passant par le Cantal et Paris…), m'ont montré que le 3/4 des élèves d'une classe ne comprend pas ce que sont l'intensité et la tension ou du moins restent sur leur faim, c'est-à-dire sont capables de faire les exercices proposés tout en ayant l'impression de n'avoir pas compris grand-chose… Pour preuve, vous pouvez lire la définition de la tension donnée sur Wikipédia (prévoyez le cachet d'aspirine!).
Pour être honnête, je me revois étant collégienne...jusqu'au jour où j'ai trouvé au CDI un livre miraculeux qui faisait une analogie entre circuit hydraulique et circuit électrique, ce qui m'a sauvée ! Cette méthode n'étant plus au programme officiel, je me contente de l'expliquer oralement à mes élèves qui en ressortent … éclairés !
Si votre enfant est dans cette situation, cliquez ici pour une explication par l'analogie du circuit électrique ou encore ici pour voir des exercices sur le sujet.
Le dipôle résistance
La deuxième partie du programme d'électricité est d'étudier le rôle d'un dipôle (composant électrique comportant deux bornes) très utilisé : la résistance. Elle fait partie de notre quotidien puisque c'est elle qui, grâce au courant qui circule à travers elle, chauffe l'eau dans la bouilloire, le lave-linge, le lave-vaisselle. On la trouve dans les circuits de nos appareils électriques, dans la voiture (désembuage, allume-cigare)…