Module 3 : L’électricité Sci9.3.1 : Électricité statique et courant électrique, Sci9.3.2 : Les circuits, la résistance et la Loi d’Ohm Sci9.3.3 : La transmission de l’énergie électrique
Sci9.3.1: Électricité statique et le courant électrique Plan du carnet et guide d’étude 1. L’électrostatique a. Les charges et les décharges électriques. (p.228-233) b. La mesure des charges électriques : le coulomb (C) (p.232) c. Les forces électriques : Les trois lois de l’électrostatique (p.239) d. Les conducteurs et les isolants électriques e. Les applications de l’électricité statique (p.233 et 241) f. La différence entre l’électricité statique et le courant électrique
2. Le courant électrique a. L’énergie potentielle électrique et la tension (voltage); le volt (V) (p.250-252) b. La pile électrochimique et les autres sources d’énergie électrique (p. 253-254) c. Le mouvement des électrons dans le courant électrique (activité passe-lescrayons et p. 260-261) d. La mesure du courant : l’ampère (A) (p.264) e. La différence entre courant et voltage.
Sci9.3.1 – Électricité statique et courant électrique – p.1
Vocabulaire : Ampère (m)
Courant (m) électrique
Interrupteur (m)
Charge (f) d’un circuit
Décharge (f) électrique
Isolant (m)
Charge (f) électrique
Différence (f) d’énergie potentielle
Source (f)
Conducteur (m)
Électrostatique (f)
Tension (f)
Coulomb (m)
Énergie (f) potentielle électrique
Voltage (m)
1.___________________________________: les charges électriques qui ne sont pas en mouvement. 2.___________________________________: les charges électriques en mouvement. 3.___________________________________: une accumulation de charge, positive ou négative, sur un objet. 4. ___________________________________: quand une charge électrique est enlevée d'un objet. 5. ___________________________________: une substance qui laisse passer les charges électriques. 6. ___________________________________: une substance qui ne laisse pas passer les charges électriques. 7. ___________________________________: l'unité de mesure des charges électriques. 8. ___________________________________: l'unité de mesure du courant électrique. 9. ___________________________________: la partie d'un circuit qui donne l'énergie électrique. 10. ___________________________________: la partie d'un circuit qui utilise l'énergie électrique pour faire un travail. 11. ___________________________________: composante d'un circuit qui permet de contrôler quand le courant passe. 12. ___________________________________: le type d'énergie qui est emmagasinée dans une pile électrique. 13. ___________________________________, appelée aussi ___________________________________, appelée aussi ___________________________________: la différence entre l'énergie potentielle électrique de deux points d'un circuit.
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L’électricité statique Activité d’introduction : En groupes de 3 ou 4, cherchez une démonstration de l’électricité statique : (https://www.youtube.com/playlist?list=PL48B954D7BBCFFEF1) Préparez la démonstration et une explication pour présenter à la classe.
Les charges et les décharges électriques Servez-vous de la simulation PhET : http://phet.colorado.edu/en/simulation/balloons Pourquoi est-ce qu’un ballon devient « chargé » quand on le frotte sur un chandail ou sur les cheveux? __________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________ Servez-vous de la simulation PhET : http://phet.colorado.edu/en/simulation/travoltage Pourquoi est-ce qu’on reçoit un choc électrique quand on frotte les pieds sur le tapis et on touche une poignée de porte ? __________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________ Une décharge électrique est quand les ______________________ sont ______________________ d’un objet. Il y a deux méthodes pour charger électriquement un objet : (p. 239-240) 1) __________________________________________________________________________________ 2) __________________________________________________________________________________ Pourquoi est-il possible de transférer une charge négative mais pas une charge positive ? (Penser à la forme d’un atome) __________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Les charges électriques sont mesurés en ________________ ( ). (p. 232)
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Dessinez les situations suivants, y inclus la charge électrique :
Un ballon et un chandail avant d’être frottés ensemble
Le ballon et le chandail pendant le frottement
Le chandail et le ballon après le frottement
Si un atome à plus de protons que d’électrons on dit qu’il a une charge ___________________________ Si un atome à moins de protons que d’électrons on dit qu’il a une charge _________________________
Les forces électrostatiques Déterminer les propriétés des charges électrostatiques (3 lois) (p. 239) 1. 2. 3. Important ! Il y a une différence entre une charge électrique (p. 228) et une force électrique (p. 238). Explique cette différence : __________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________ Comparer les propriétés des trois lois fondamentales des charges électriques Charge + + + -
Les conducteurs et les isolants électriques. Conducteurs
Isolants
Définition (p. 232)
exemples
Pourquoi est-ce qu’on peut charger un isolant par frottement, mais pas un conducteur? __________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________ Qu’est-ce qu’il faut faire si tu veux charger un objet de métal ? __________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________
L’électricité statique dans la vie quotidienne Explique 3 exemples d’électricité statique dans la vie quotidienne : (p. 233, 241) 1. Le photocopieur __________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________ 2. Une pellicule de plastique (ex : Saran Wrap) __________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________ 3. La peinture d’automobiles __________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________ Sci9.3.1 – Électricité statique et courant électrique – p.5
Activités à compléter : L’électroscope (Activité 7-1A, p. 229) Qu’est-ce que tu observes? _________________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________
Comment charger un isolant et un conducteur (Activité 7-1C, p. 234) Quelle combinaison d’objets a attiré le plus grand nombre de grains de riz souffle? _________________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________
Quels objets solides utilisés sont des conducteurs ?
L’attraction de l’eau (Activité 7-2A, p. 238) Explique en une phrase ce que tu as observé aux étapes 2 et 3. _________________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________
Le copieur électrostatique (Activité 7-2B, p. 242) En quoi cette expérience ressemble-t-elle au processus de la photocopie? _________________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________
Une expérience avec l’électrostatique (Activité 7-2C, p. 243) Complète les fiches d’activité Réponds à la ‘Pause réflexion’, p. 247 _________________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________
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La différence entre l’électricité statique et le courant électrique.
Pourquoi est-ce qu’on ne peut pas utiliser l’électricité statique pour faire un travail, comme actionner une machine électrique ? __________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________
Les éléments d’un circuit -
Un interrupteur une charge un conducteur une source
Attention ! Ne confonds pas « une
charge
électrique » avec « la charge d’un circuit » ! Explique ces deux termes La mesure du courant électrique Quand les __________________________ circulent on appelle cela un courant électrique. L’unité de mesure du courant électrique est ________________________________.
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Le courant électrique Avec la classe, fais l’activité « Passe-les-électrons ». Avec ton groupe, réfléchis à comment cette activité ressemble au courant des électrons dans un vrai circuit, et complétez le tableau.
Dans un vrai circuit Le conducteur les électrons La pile La température du conducteur Le courant des électrons
Comment est-ce que la « température » affecte la « résistance » du « conducteur » ?
Comment mesure-ton le « courant » ?
Comment est-ce que les « électrons » bougent dans le « conducteur »
Pourquoi est-ce que le circuit doit être un cercle fermé ?
Les objets
Dans l’activité
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L’énergie potentielle Pense aux montagnes russes. Qu’est-ce qui se passe avant que tu descends le rail pour la première fois ?
_______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ Où se trouve l’énergie potentielle électrique ?
_______________________________________________________________ _______________________________________________________________ La tension/voltage = La différence de potentiel Explique une différence de potentiel
_______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ Le __________________ est l’unité de mesure pour la différence de potentiel/la tension/le voltage
La différence entre le courant et le voltage Courant
Voltage
Définition Unité de mesure La relation
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Une pile électrochimique – une source d’énergie électrique Fais un diagramme pour expliquer comment une pile électrochimique produit et emmagasine de la charge électrique
Une pile humide :
Une pile sèche :
Activité – les fruits électriques – p. 26-257 Sci9.3.1 – Électricité statique et courant électrique – p.10
Les circuits : une analogie Identifie : La source Le conducteur La charge du circuit
Dans un courant électrique
Le « voltage » est
Le « courant » est
Dans la piste de ski
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Sci9.3.1 - Révision 1. On a frotté deux objets (par exemple le ballon et le chandail) pour les charger. Explique ce qui se passe. Lequel devient chargé positivement? Lequel devient chargé négativement? 2. Quand et comment est-ce qu'un choc électrique se passe? 3. Définis une décharge électrique 4. Quelles sont les deux façons de charger un objet? Qu'est-ce qui se passe dans chaque cas? 5. Pourquoi les charges négatives sont transférées d'un objet à l'autre mais pas les charges positives? 6. Définis un conducteur et un isolant électrique et donne un exemple. 7. Lequel entre un conducteur et un isolant peut-on charger par frottement? Pourquoi? 8. Définis une force électrostatique. 9. Quelles sont les trois lois de l'électrostatique. 10. Donne 3 exemples d'application de l'électrostatique. 11. Quand dit-on qu'il y a un courant électrique? 12. Définis l'énergie potentielle. 13. Définis le voltage/tension/la différence de potentiel 14. Quelles sont les principales composantes d'une pile électrochimique? Définis la batterie. 15. Quelles sont les unités pour la charge électrique, le voltage, le courant électrique et la résistance? 16. Quelle est la différence entre le courant et le voltage? 17. Nomme et décrit les éléments d'un circuit électrique.
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