La tension - 4ème - Séquence complète

Séquence complète pour la 4ème en Physique-chimie sur : La tension

Thème 3 : L’énergie et ses conversions
Module 7-Les circuits électriques

Chapitre 3 – La tension

➔ Cours pour la 4ème : La tension

I- La tension électrique

Généralités

Activité documentaire : Comment mesurer une tension électrique ?

La tension électrique est un déséquilibre de charges électriques entre les deux bornes d’un dipôle.
La tension électrique se mesure avec un voltmètre, de symbole branché en dérivation.

Remarque : Le courant doit entrer par la borne « V » et sortir par la borne « COM ».

On note U la tension électrique aux bornes d’un dipôle. Son unité est le Volt, de symbole V. On utilise souvent des sous-multiples :

1 kV = 1 000 V = 1×10³ V

1 mV = 0, 001V = 1 x 10^-3 V

Remarque : la tension est toujours nulle aux bornes de fil de connexion, d’un interrupteur fermé ou d’un récepteur qui n’est pas en fonctionnement.

On trouve sur les appareils électriques une valeur de tension : c’est la tension nominale. Elle correspond à la valeur de la tension pour laquelle un appareil électrique fonctionne de manière optimale.

➔ Exercices avec les corrections pour la 4ème : La tension

Exercice 01 :

Complèter les phrases ci-dessous:

La tension électrique est un …………….. entre les deux bornes d’un dipôle.
La tension électrique se mesure avec un …………, de symbole branché en………..

On note . la tension électrique aux bornes d’un dipôle. Son unité est ……., de symbole ……………..
On trouve sur les appareils électriques une valeur de tension : c’est la tension ……….

Exercice 02

Compléter le tableau suivant :

NOM DU CIRCUIT	Circuit en ……	Circuit en …….……
Schéma
Loi mathématique	U_G = …………	U_G = …………
Nom de la loi

➔ Activité documentaire avec les corrections pour la 4ème : Comment mesurer une tension électrique ?

Descriptif : Dans cette activité, les élèves découvrent la notion de tension et sa mesure.

Compétences travaillées/évaluées :
D1 : Pratiquer des langages
• Utiliser la langue française pour rendre compte
• Lire et comprendre des documents scientifiques
• Passer d’une forme de langage à une autre

Connaissances et compétences associées
Tension et mesure

Prérequis : Les éléments d’un circuit électrique / Schématiser un circuit électrique simple

Nature de la ressource : Activité documentaire et construction de connaissances

Situation de départ :
La voiture télécommandée de Léo a faibli puis s’est arrêtée. Il pense que la pile à l’intérieur est usée et qu’il doit la remplacer. Il sort la pile et voit qu’il est inscrit dessus un nombre de volts : c’est la tension électrique. Il veut donc la mesurer pour vérifier sa valeur.
Quel appareil doit-il utiliser et comment ?

Doc 1. Différents modèles de pile Doc 2. La tension électrique
Doc 3. Utilisation du voltmètre
Doc 4. Le Voltmètre

➔ Activité expérimentale avec les corrections pour la 4ème : Quelle est la loi de la tension dans un circuit en dérivation ?

Descriptif : Dans cette activité, les élèves découvrent la loi de la tension dans un circuit en dérivation.

Compétences travaillées/évaluées :
D1 : Pratiquer des langages
• Utiliser la langue française pour rendre compte
D4 : Concevoir, créer, réaliser
• Concevoir et réaliser un dispositif de mesure ou d’observation

Connaissances et compétences associées

Tension et mesure / Loi de la tension dans un circuit en dérivation

Prérequis : Les éléments d’un circuit électrique / Elaborer un circuit électrique dérivé

Nature de la ressource : Activité expérimentale et construction de connaissances

Réalisez un circuit comprenant un générateur et deux lampes L1 et L2 montées en dérivation.

Schématisez votre circuit avec les trois voltmètres sur chacun des dipôles.

Mesurez à l’aide du Voltmètre les tensions U_G,U_L1, U_L2 puis complétez le tableau suivant :

Dipôle	Générateur	Lampe 1 (L1)	Lampe 2 (L2)
Tension mesurée	U_G=	U_L1=	U_L2=

Que remarquez-vous entre les trois tensions mesurées ?

Réponds à la question de l’activité en faisant un paragraphe.

➔ Activité expérimentale avec les corrections pour la 4ème : Quelle est la loi de la tension dans un circuit en série ?

Descriptif : Dans cette activité, les élèves découvrent la loi de la tension dans un circuit en série.

Connaissances et compétences associées
Tension et mesure / Loi de la tension dans un circuit en série

Prérequis : Les éléments d’un circuit électrique / Elaborer un circuit électrique simple

Nature de la ressource : Activité expérimentale et construction de connaissances

Réalisez un circuit série comprenant un générateur et deux lampes L1 et L2.

Schématisez votre circuit avec les trois voltmètres sur chacun des dipôles.

Quel calibre avez-vous utilisé sur les voltmètres ?

Mesurez à l’aide des Voltmètres les tensions U_G,U_L1, U_L2 puis complétez le tableau suivant :

Dipôle	Générateur	Lampe 1 (L1)	Lampe 2 (L2)
Tension mesurée	U_G=	U_L1=	U_L2=

➔ Activité expérimentale avec les corrections pour la 4ème : Quelle sont les caractéristiques de la tension du secteur ?

Descriptif : Dans cette activité, les élèves découvrent les caractéristiques de la tension du secteur.

Compétences travaillées/évaluées :
D1 : Pratiquer des langages
• Utiliser la langue française pour rendre compte
• Passer d’une forme de langage à une autre

Connaissances et compétences associées
Tension et mesure / Loi de la tension dans un circuit en dérivation

Prérequis : Les éléments d’un circuit électrique / Elaborer un circuit électrique dérivé

Nature de la ressource : Activité expérimentale et construction de connaissances

1. Quelle est la forme de la courbe (oscillogramme) représentant la tension du secteur ?

2. A combien de divisions correspond la tension maximale Umax ?

3. A combien de divisions correspond la période T ?

4. Calculer la valeur de Umax puis de sa tension efficace Ueff.

5. Calculer la valeur de la période puis de la fréquence associée.

6. Réponds à la question de l’activité en faisant un paragraphe.

➔ Démarche d’investigation avec les corrections pour la 4ème : Une maquette de train

Descriptif : Dans cette activité, les élèves découvrent les notions de tension continue et alternative.

Compétences travaillées/évaluées :
D1 : Pratiquer des langages
• Utiliser la langue française pour rendre compte
D4 : Pratiquer des démarches scientifiques
• Proposer une hypothèse pour répondre à une question scientifique.

Connaissances et compétences associées
Tension continue et alternative

Prérequis : Les éléments d’un circuit électrique / Elaborer un circuit électrique

Nature de la ressource : DI et construction de connaissances

Situation de départ :
Léo et Léa montent une maquette de train électrique. Ils veulent faire fonctionner alternativement les deux Del d’un feu de signalisation.
Quel montage doivent-ils réaliser ?

Matériel

– Une pile
– Un alternateur
– Une DEL rouge et une verte
– Des fils de connexion

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