DATE: · Web viewTransformateur : un appareil électrique simple qui modifie la tension. Turbine : un cylindre muni de pales ou d’aubes qui tourne et fournit ainsi de l’énergie

DATE : NOM : CLASSE :

MODULE 3 Réponses des FR du module 3 FR 3-58

FR 3-3, Mots clés du chapitre 7

FR 3-4, Mots clés du chapitre 8 1.ampère 2.schéma de circuit 3.circuit électrique 4.charge d’un circuit 5.électrodes 6.énergie 7.loi d’Ohm 8.potentielle électrique 9.résistance10. différence de potentielFR 3-5, Mots clés du chapitre 9Les devinettes varieront. Borne de mise à la terre : la borne ronde sur la fiche électrique d’un appareil; elle permet au

courant excédentaire de passer dans la structure métallique du bâtiment et d’être acheminé à la terre, ce qui nous protège des chocs électriques.

Centrale hydroélectrique : une centrale qui utilise l’énergie d’une chute d’eau ou le courant d’une rivière pour faire tourner une turbine.

Centrale nucléaire : une centrale qui utilise la chaleur libérée par une réaction nucléaire pour faire bouillir l’eau et produire de la vapeur qui fait tourner une turbine.

Centrale thermique : une centrale qui utilise la chaleur produite par un combustible fossile, comme le gaz, le charbon ou le diesel, pour faire bouillir l’eau et produire de la vapeur qui fait tourner une turbine.

Circuit en parallèle : un réseau fermé qui offre plus d’un trajet au courant électrique. Circuit en série : un réseau fermé qui n’offre qu’un seul trajet au courant électrique. Disjoncteur : un dispositif de protection qui permet de couper toute l’alimentation électrique

de la maison pour empêcher les circuits de surchauffer. Énergie électrique : une énergie potentielle convertie en une forme utilisable. Énergie non renouvelable : une source d’énergie qui ne peut pas être remplacée. Énergie renouvelable : une source d’énergie qui se remplace d’elle-même. Étiquette Énerguide : une étiquette qui indique la consommation moyenne d’énergie d’un

appareil au cours d’une année. Fusible : un dispositif qui contient un conducteur métallique qui fond lorsqu’il est traversé par

un courant excessif qui le chauffe. Génératrice : un appareil qui convertit l’énergie mécanique en énergie électrique. Joule : une très petite unité de mesure de l’énergie électrique; son symbole est J.

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Kilowattheure : une très grande unité de mesure de l’énergie électrique; son symbole est kWh.

Nœud : tout endroit où un circuit se divise en branches et tout endroit où des branches d’un circuit se rejoignent.

Pile à combustible : une pile dont les éléments chimiques ne se dissipent pas avec le temps et ne sont pas emmagasinés à l’intérieur de la pile.

Puissance : la vitesse à laquelle un travail est effectué ou à laquelle l’énergie est transformée. Puissance électrique : la vitesse de transformation de l’énergie potentielle électrique. Puissance nominale : la quantité d’énergie normalement consommée ou transformée en une

seconde par un appareil électrique. Rendement : le pourcentage de l’énergie totale consommée qui est converti en une forme

utile. Transformateur : un appareil électrique simple qui modifie la tension. Turbine : un cylindre muni de pales ou d’aubes qui tourne et fournit ainsi de l’énergie à une

génératrice. Watt : une unité de mesure de la puissance qui correspond à une énergie d’un joule (J)

transformée en une seconde; son symbole est W.FR 3-6, Les transferts de charges 1.Ces deux nombres doivent être égaux. 2.a) Les schémas devraient comporter 15 () et moins de 15 ().

b) Le nombre de charges positives n’a pas changé.c) Le nombre de charges négatives a diminué.

3.a) Les schémas devraient comporter 15 () et plus de 15 ().b) Le nombre de charges positives n’a pas changé.c) Le nombre de charges négatives a augmenté.

FR 3-8, Les lois de l’électrostatique 1.a) négative

b) attirec) attired) positive, neutree) repousse

2.Les schémas devraient montrer que l’objet attire les charges négatives et les charges neutres, mais repousse les charges positives.

3.a) réduireb) accroîtrec) accroîtred) réduire

FR 3-9, Illustrer la conduction et l’induction dans un diagramme de VennCharge par conduction : il y a un transfert d’électrons d’un objet à un autre.Charge par induction : les électrons se déplacent dans l’objet mais il n’y a pas de transfert d’électrons.Les deux méthodes servent à charger des objets.FR 3-10, Schémas de la charge par conduction et par induction 1.La charge par induction ne provoque pas de transfert d’électrons d’un objet à un autre. Les

électrons se déplacent simplement à l’intérieur de l’objet. Dans le cas de la charge par conduction, des électrons passent d’un objet à un autre.

2.a)Nombre égal de () et de (). Les () devraient être regroupés sur la gauche de l’objet.b)Plus de () que de ()c) Plus de () que de ()d)Nombre égal de () et de (). Les () devraient être regroupés sur la droite de l’objet.

3.a)Les schémas b) et c)b)Les schémas a) et d)



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FR 3-11, Les forces et les charges électriques 1.conducteur 2.isolant 3.isolant 4.isolant 5.isolant 6.conducteur 7.conducteur 8.isolant 9.conducteur10. conducteur11. isolant12 opposées13. négatives, positives14. opposées15. positivement, négativement16. négativement17. a) Charge positive ()

b) Charge positive ()c) Charge négative ()

FR 3-12, Une course de canettesDans cette activité, il n’y a pas de bonne ou de mauvaise solution au problème, seulement des solutions plus ou moins efficaces. Les groupes qui essaient diverses stratégies devraient découvrir que des bâtons de golf en plastique que l’on frotte vigoureusement sur du plastique (les sacs pour cuisson au four sont idéals pour cela) produisent la plus grande charge et la conservent le plus longtemps.FR 3-14, Révision du chapitre 7 1.A 2.C 3.B 4.B 5.A 6.C 7.B 8.A 9.A10. B11. F12. C13. G14. A15. D16. B17. a) La force augmente.

b) La force diminue.c) La force diminue.

18. Le nombre et la position des () doivent être identiques en a) et en b).a) Les électrons de l’objet devraient être regroupés sur la droite.b) Des électrons de l’objet devraient avoir été transférés à la tige.

19. Il faut frotter le morceau d’acétate avec un essuie-tout pour qu’il devienne chargé négativement, puis l’approcher des billes de polystyrène. Si les billes s’éloignent du morceau d’acétate, elles sont chargées négativement. Si elles s’en approchent, elles sont chargées



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positivement.FR 3-16, Faire briller des ampoules 1.Problème : l’ampoule est reliée à une seule borne. Solution : relier le côté de la douille de

l’ampoule à la borne positive. 2.Problème : l’ampoule est reliée à une seule borne. Solution : détacher le fil du côté de la pile

et le relier à la borne négative. 3.Problème : les deux bornes de l’ampoule sont reliées à la borne positive de la pile. Solution :

détacher un des fils connectés à la borne positive et le relier à la borne négative. 4.Problème : l’ampoule est reliée à une seule borne. Solution : relier le côté de la douille de

l’ampoule à la borne négative. 5.Problème : l’ampoule est reliée à une seule borne. Solution : relier la douille (et non son côté)

à la borne négative. 6.Problème : la partie métallique de l’ampoule est reliée à une seule borne. Solution : déplacer

l’ampoule pour mettre sa partie métallique en contact avec la borne positive. 7.Problème : l’ampoule est reliée à une seule borne. Solution : déplacer le fil qui est relié à la

borne négative pour le mettre en contact avec la partie métallique de l’ampoule. 8.Problème : l’ampoule est reliée à une seule borne. Solution : ajouter un fil pour relier aussi

l’ampoule à la borne positive de la pile.FR 3-17, La fabrication d’un gradateur1. Les réponses varieront. Voici le schéma d’un gradateur fonctionnel.

2. Il faut faire glisser le fil sur la mine de crayon pour accroître ou diminuer la luminosité de l’ampoule.

FR 3-18, Dessiner des schémas de circuits1. a)

b) ferméc) la pile, l’ampoule

2. a)



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b) ouvert

3.a)

b) ferméc) la pile, les ampoules

FR 3-19, Les symboles utilisés dans les schémas de circuits

10. a) La source de l’énergie électrique, comme une pileb) Le fil dans lequel le courant électrique circulec) Un appareil qui transforme l’énergie électrique en d’autres formes d’énergied) Un dispositif qui allume et éteint le circuit en l’ouvrant et en le fermant

FR 3-20, Calculer l’intensité du courant 1. I2 6 A 2. I3 4,0 A 3. I1 6,0 A

I2 6,0 AI3 2,0 A

FR 3-21, Calculer la différence de potentiel 1.V1 35 V 2.VS 110 V 3.V1 9,0 V

FR 3-24, La loi d’Ohm 1.9,6 2.1,3 A 3.9,0 V



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4.0,75 A 5.15 V 6.30 7.a) 5,0 A

b) 2,5 A 8.7,5 V

FR 3-25, Le code de couleurs des résistors (facultatif) 1.a)6 500

b)700 000 c) 560 d)12 e)87 000 f) 2 100

2.a) 230 b)Rouge, orange, brun

3.a) 6 400 b)Bleu, jaune, rouge

FR 3-26, Calculer la résistance 1.R 3 600 , ou 3,6 103 2.I 0,50 A, ou 5,0 101 A 3.V 9,0 V 4.I 18,3 A, ou 1,83 101 A 5.3,0 6.11 7.220 , ou 2,20 102 8.0,30 A, ou 3,0 101 A 9.4 104 A, ou 0,0004 A, ou 0,4 mA10. 120 V, ou 1,20 102 V

FR 3-27, Mots croisés sur l’électricitéVerticalement 1.courant électrique 2.différence de potentiel 3.puissance 4.ampère 5.ampèremètre 6.voltmeter 8.circuit10.watt11.coulomb

Horizontalement 6.volt 7.pile 9.interrupteur11. charge12. résistance13. ohm

FR 3-30, Révision du chapitre 8 1.C 2.A



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3.A 4.A 5.A 6.C 7.C 8.C 9.D10. D11. B12. A13. G14. E15. C16.

17. a) 30 b) 0,0064 A; 6,4 mA

18. Il faut relier la pile au résistor à l’aide des fils de connexion. À l’aide d’un ampèremètre et d’un voltmètre, on mesure l’intensité du courant qui passe dans le résistor ainsi que la tension à ses bornes. Ensuite, on calcule la résistance en utilisant la loi d’Ohm (R V/I)

FR 3-31, Les circuits en série 1.un seul 2.la même 3.différente 4.augmente

5.égale à 6.Tension 10 V; intensité du courant 3,0 A 7.Tension 12 V; intensité du courant 4,0 A

FR 3-32, Les circuits en parallèle 1.plus d’un 2.différente de 3.la même 4.diminue 5.égale à 6.Tension 12 V; intensité du courant 6,0 A 7.Tension 90 V; intensité du courant 1,0 A

FR 3-33, Comparer les circuits en série et les circuits en parallèle

Question Circuits en série Circuits en parallèleNombre de trajets pour le

Un Plusieurs



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passage des électronsConséquence du retrait d’une des charges du circuit

Le circuit est ouvert. Les électrons ne peuvent plus circuler.

Le circuit n’est pas ouvert. Les électrons peuvent continuer de circuler par les autres trajets du circuit.

Tension aux bornes

La somme des tensions aux bornes de toutes les charges ou de tous les résistors du circuit est égale à la tension totale fournie par la pile.

La somme des tensions aux bornes des charges ou des résistors dans CHAQUE BRANCHE du circuit est égale à la tension totale fournie par la pile.

Intensité • L’intensité du courant est la même dans tout le circuit.

• L’intensité du courant le long du seul trajet dépend de la résistance totale du circuit.

• L’intensité totale du courant qui entre ou sort d’un nœud est égale à la somme des intensités le long de tous les trajets.

• L’intensité du courant le long de chaque trajet dépend de la résistance totale de ce trajet.

Résistance • Lorsqu’on monte des résistors ou des charges en série, la résistance totale du circuit augmente puisqu’elle est égale à la résistance totale de tous les résistors ou de toutes les charges.

• Lorsqu’on augmente la résistance totale, l’intensité totale du courant diminue, car V RI.

• Lorsqu’on monte des résistors ou des charges en parallèle, la résistance totale du circuit diminue.

• Lorsqu’on diminue la résistance totale, l’intensité totale du courant augmente, car V RI.

Connexion de plusieurs piles pour former une batterie

• La tension résultante est égale à la somme des tensions de chacune des piles.

• La durée de vie maximale de la batterie est égale à la durée de vie maximale de chacune des piles.

• La tension résultante est égale à la tension d’une seule des piles.

• La durée de vie maximale de la batterie est égale à la somme de la durée de vie de chacune des piles.

FR 3-34, Dessiner des circuits



FR 3-58(suite)

FR 3-35, Dessiner des schémas de circuits en série et en parallèle

FR 3-36, Lire les schémas de circuits électriques



FR 3-58(suite)

1.a) Le courant circule dans tout le circuit.b) Aucun courant ne circule dans le circuit.c) Le courant contourne l’ampoule 5 et circule dans le reste du circuit.

2.a) Aucune ampoule ne s’allumera.b) Aucune ampoule ne s’allumera.c) Les ampoules 1, 2, 4, 6 et 7 s’allumeront.d) Les ampoules 1, 2, 3, 5, 6 et 7 s’allumeront.e) Les ampoules 1, 2, 4, 6 et 7 s’allumeront.f) Les ampoules 1, 2, 3, 4, 5 et 7 s’allumeront.g) Aucune ampoule ne s’allumera.

3.V1 7,5 V; R1 5,0 ; R2 3,0

FR 3-37, Calculer la tension et l’intensité du courant 1.V2 6,0 V; V4 2,0 V 2.I1 20 A; I5 14 A

FR 3-38, Les circuits complexes

1.

a) b)

c) d)

2. a) Les réponses varieront, mais les élèves doivent nommer deux ampoules parmi A, B, C, E, H, I et J, ou parmi A, B, C, D, G, I ou J.

b) Les réponses varieront, mais les élèves doivent nommer trois ampoules parmi A, B, C, E, H, I et J, ou parmi A, B, C, D, G, I ou J.



FR 3-58(suite)

c) et d) Les réponses varieront. Par exemple, D et F, D et E, G et H ou F et I.

BLM 3-43, Calculer la puissance 1.12 W 2.12 W 3.0,5 A 4.3,0 A 5.0,30 W 6.144 W 7.10 A 8.18 W

FR 3-44, La puissance et l’énergie électriques 1.30 W 2.5,0 A 3.40 V 4.4,0 A 5.a)53 V

b)1,9 A 6.0,11 W 7.1,1 105 J 8.8,4 105 J 9.2,9 106 J

FR 3-45, Des questions d’énergie 1.1 100 W, ou 1,1 103 W 2.55 W, ou 5,5 101 W 3.660 W, ou 6,6 102 W 4.a) 150 W, ou 1,5 102 W

b) 45 kJ ou 4,5 104 J

BLM 3-46, Calculer la consommation d’énergie 1.1 440 W 2.1 500 W 3.77 000 J, ou 7,7 104 J 4.540 000 J, ou 5,4 105 J 5.6,48 107 J ou 18 kWh 6.252 J 7.2,5 kWh

FR 3-47, Le coût de l’énergie 1.355,00 $ 2.7,92 $ 3.3,09 $ 4.4,22 $FR 3-51, Calculer le rendement énergétique 1.5,14% 2. a) 19,52 %

b)20,09 % 3. a) Rendement de 81,25 %

b)Rendement de 76,67 % 4.Énergie utile : 83 952 J; énergie perdue : 15 048 J



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FR 3-52, Calculer l’énergie consommée (entrée) et l’énergie utile (sortie) 1.67 % 2.13,5 % 3.a) Énergie utile : 166 680 J

b) Énergie perdue : 193 320 J

FR 3-54, La production et le transport de l’énergie électrique 1.91 % 2.Environ 489 MW ou millions de watts 3.a) 20 panneaux

b) 27 panneaux 4.a) 3 MW

b) 10 MW ou millions de watts 5.Les piles à combustible

FR 3-55, Révision du chapitre 9 1.C 2.C 3.C 4.B 5.C 6.C 7.C 8.B 9.B10. A11. C12. C13. B14. G15. E16. A17. B18. D19. F20. C21. La seconde ampoule reste allumée. Cela est dû au fait que la seconde ampoule et la pile

forment toujours un circuit complet. Le courant peut donc encore passer dans la seconde ampoule.

22. a) i) 1,3 106 J; ii) 0,35 kWhb)0,03 $

23. a) 3,0 Ab)6,0 Vc) 18 W

24. Les réponses varieront. Voici un exemple : utiliser des ampoules et des appareils éco-énergétiques; éteindre les lumières et les appareils électriques quand on ne s’en sert pas; réduire la perte de chaleur en isolant les murs et les conduites d’eau; modifier nos comportements pour limiter l’utilisation des appareils électriques.

25. Les centrales hydroélectriques utilisent une source d’énergie renouvelable (de l’eau en mouvement), mais elles nécessitent souvent la construction d’un barrage qui transforme le paysage. Les centrales thermiques utilisent une source d’énergie non renouvelable (les combustibles fossiles), qui pollue l’atmosphère par ses produits de combustion. Les centrales nucléaires utilisent une réaction nucléaire comme source d’énergie et produisent des



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matières radioactives dangereuses.

FR 3-56, Test du module 3 1.C 2.A 3.C 4.B 5.D 6.C 7.C 8.D 9.C10. D11. J12. H13. C14. I15. D16. K17. A18. G19. B20. E21. a) Nombre égal de () et de ()

b) Plus de () que de ()c) Plus de () que de ()

22. a) Dans un isolant, les électrons ne peuvent pas se déplacer facilement, tandis que dans un conducteur, ils se déplacent librement.b) Le plastique, le verre, le tissuc) N’importe quel métal

23. Dans la charge par conduction, il y a un transfert d’électrons d’un objet à un autre. Dans le cas de la charge par induction, les électrons se déplacent dans l’objet mais il n’y a pas de transfert d’électrons d’un objet à un autre.

24. a) augmenteb) diminuec) augmente

25. Un objet chargé attire tout objet de charge opposée et tout objet neutre. De plus, il repousse les objets dont la charge est identique à la sienne.

26.

27. a) 20 b) 200 A, ou 200 000 mA

28. a) En parallèleb) Tension 6,0 V; intensité du courant 2,0 A

29. a) En sérieCopyright © 2010, McGraw-Hill Ryerson Limited, a subsidiary of the McGraw-Hill Companies. All rights reserved.

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b) Tension 4,0 V; intensité du courant 2,0 A30. a) 1,5 A

b) 2,2 kWhc) 0,15 $


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