Distinguer série et dérivation : circuit, grandeurs et sécurité.
Compter boucles et nœuds pour prévoir l’effet d’une panne, puis confronter le modèle aux unités, à l’ordre de grandeur et aux observations ; la fiche associe une réponse directe, un cas analysé, 7 activités corrigées et 4 repères de progression.
Distinguer série et dérivation : ce qu’il faut retenir.
Pour maîtriser « Distinguer série et dérivation », retenez d’abord la règle qui relie « série » à « dérivation ». Le cas repère montre ensuite comment utiliser « nœud » sans sauter l’étape de vérification.
Compter boucles et nœuds pour prévoir l’effet d’une panne, puis confronter le modèle aux unités, à l’ordre de grandeur et aux observations.
Compter boucles et nœuds pour prévoir l’effet d’une panne, expliciter le système étudié et conserver des unités compatibles à chaque étape.
Dans un montage en dérivation, ouvrir une branche laisse l’autre fonctionner.
Se fier à la disposition graphique des lampes.
- 01GRANDEURsérie
- 02RELATIONdérivation
- 03UNITÉnœud
Le schéma sert de contrôle : partez de « série », appliquez « dérivation », puis vérifiez avec « nœud ».
Dans un nœud, l’intensité totale se répartit entre les branches : I = I₁ + I₂.
Une réponse que l’on peut vérifier.
Le raisonnement part du circuit ou de la chaîne énergétique décrite dans « Dans un montage en dérivation, ouvrir une branche laisse l’autre fonctionner. » Il doit situer « série », associer chaque grandeur à un appareil ou à un transfert et conserver les unités ; une formule isolée du schéma ne permet pas de valider la réponse.
Ce que l’on peut conclure — et pas davantage.
Courant, tension, puissance et énergie ne sont pas interchangeables. Les relations utilisées supposent un circuit et une durée définis ; le sens conventionnel du courant ne décrit pas directement le déplacement microscopique des électrons.
Étudier « Distinguer série et dérivation » : système, données, modèle, unités et vérification.
Pour « Distinguer série et dérivation », la méthode relie chaque donnée à la règle, à la réponse puis à un contrôle capable de révéler une erreur.
- 01
Définir le système
Dans le premier cas, les dipôles d’une branche série partagent le même trajet du courant ; cet indice délimite le système et les grandeurs réellement utiles.
- 02
Choisir le modèle
Le cas suivant mène à « Oui, si sa propre branche et le générateur forment encore une boucle fermée » parce que les branches en dérivation constituent des trajets distincts ; le modèle respecte alors la règle « Compter boucles et nœuds pour prévoir l’effet d’une panne, expliciter le système étudié et conserver des unités compatibles à chaque étape ».
- 03
Confronter calcul et mesure
Le troisième résultat est « 0,3 A » ; il peut être confronté aux données puisque la somme des intensités sortantes égale l’intensité entrante.
- 04
Tester la limite
La démarche « Se fier à la disposition graphique des lampes » doit être rejetée si elle contredit les unités, les observations ou la règle « Compter boucles et nœuds pour prévoir l’effet d’une panne, expliciter le système étudié et conserver des unités compatibles à chaque étape ».
« Distinguer série et dérivation » : relier le système, le modèle et la mesure.
L’objectif est « Compter boucles et nœuds pour prévoir l’effet d’une panne, puis confronter le modèle aux unités, à l’ordre de grandeur et aux observations » : les trois situations ci-dessous montrent quelle donnée déclenche la décision, ce qui change d’un cas à l’autre et comment contrôler la conclusion.
La règle sur un cas simple
À la question « Deux lampes sont en série. Si l’une est retirée, que devient l’autre ? », la réponse est « Elle s’éteint car la boucle est ouverte » : Les dipôles d’une branche série partagent le même trajet du courant.
Le cas qui change la décision
Dans « Deux lampes sont en dérivation. Si une branche est ouverte, l’autre peut-elle rester allumée ? », on obtient « Oui, si sa propre branche et le générateur forment encore une boucle fermée » : Les branches en dérivation constituent des trajets distincts.
La limite qui révèle la maîtrise
Le cas « Dans un nœud, 0,5 A arrive et 0,2 A repart dans une branche. Quelle intensité repart dans l’autre ? » conduit à « 0,3 A » : La somme des intensités sortantes égale l’intensité entrante. Il permet aussi d’écarter l’erreur « Se fier à la disposition graphique des lampes ».
Cas corrigé sur « Distinguer série et dérivation » : question, réponse et contrôle.
Pour « Distinguer série et dérivation », ce cas reprend mot pour mot la première activité : ses données, sa réponse et sa preuve restent dans le même bloc vérifiable.
Question
Deux lampes sont en série. Si l’une est retirée, que devient l’autre ?
Réponse
Elle s’éteint car la boucle est ouverte.
Pourquoi cette réponse
Les dipôles d’une branche série partagent le même trajet du courant. La vérification conserve donc le même énoncé — « Deux lampes sont en série. Si l’une est retirée, que devient l’autre ? » — jusqu’à la réponse « Elle s’éteint car la boucle est ouverte ».
Un cas voisin sur « Distinguer série et dérivation ».
Ce cas applique « Distinguer série et dérivation » dans une situation différente : produisez la réponse, justifiez-la, puis utilisez le contrôle indépendant.
À FAIRE SANS MODÈLEDans un circuit en dérivation, 0,80 A sort du générateur. Une branche est parcourue par 0,35 A. Quelle intensité traverse l'autre branche ?
Indice : À partir de « 0,80 A ; 0,35 A », suivez la boucle du circuit et identifiez les branchements avant d’appliquer une loi électrique.
Afficher le corrigé
La loi des nœuds impose que l'intensité totale soit la somme des intensités des branches : 0,80 = 0,35 + I, donc I = 0,45 A.
CONTRÔLE INDÉPENDANTLes courants 0,35 A et 0,45 A se recombinent en 0,80 A au nœud de retour.
6 activités guidées sur « Distinguer série et dérivation », après le cas autonome.
Dans « Distinguer série et dérivation », les 6 activités ci-dessous passent de l’application à la justification, puis au transfert, afin de vérifier l’objectif « Compter boucles et nœuds pour prévoir l’effet d’une panne, puis confronter le modèle aux unités, à l’ordre de grandeur et aux observations » ; chaque carte annonce séparément la tâche et le mode de correction. Avec le cas autonome consacré à « Distinguer série et dérivation », la fiche totalise 7 activités corrigées.
Composition de la fiche « Distinguer série et dérivation » : 4 cas à résoudre, 2 analyses guidées et 1 diagnostic d’erreur. Pour « Distinguer série et dérivation », cette composition distingue la tâche demandée du mode de correction. Pour « Distinguer série et dérivation », 1 activité ouverte utilise des critères de réussite plutôt qu’une réponse arbitrairement unique.
01CAS À RÉSOUDRE · APPLIQUER · NIVEAU 1CORRIGÉ MODÈLEDeux lampes sont en série. Si l’une est retirée, que devient l’autre ?
Indice : À partir de « lampes », « série », « l’une » et « retirée », séparez l’observation du modèle utilisé, nommez la grandeur ou le phénomène, puis cherchez un contrôle indépendant.
Indice : pour le cas 1 de « Distinguer série et dérivation », définissez le système, les données et les unités avant de choisir une relation.
Les dipôles d’une branche série partagent le même trajet du courant.
Continuer avec l’activité suivante →02CAS À RÉSOUDRE · RAISONNER · NIVEAU 1CORRIGÉ MODÈLEDeux lampes sont en dérivation. Si une branche est ouverte, l’autre peut-elle rester allumée ?
Indice : À partir de « lampes », « dérivation », « branche » et « ouverte », suivez la boucle du circuit et identifiez les branchements avant d’appliquer une loi électrique.
Indice : pour le cas 2 de « Distinguer série et dérivation », vérifiez les conditions du modèle avant de calculer ou de prévoir un effet.
Les branches en dérivation constituent des trajets distincts.
Continuer avec l’activité suivante →03CAS À RÉSOUDRE · APPROFONDIR · NIVEAU 2CORRIGÉ MODÈLEDans un nœud, 0,5 A arrive et 0,2 A repart dans une branche. Quelle intensité repart dans l’autre ?
Indice : À partir de « 0,5 A ; 0,2 A », suivez la boucle du circuit et identifiez les branchements avant d’appliquer une loi électrique.
Indice : pour le cas 3 de « Distinguer série et dérivation », confrontez le résultat à une unité, un ordre de grandeur, une mesure ou une observation.
La somme des intensités sortantes égale l’intensité entrante.
Contrôle : L’égalité du nœud s’écrit 0,5 A = 0,2 A + 0,3 A ; les unités et la somme sont conservées.
Continuer avec l’activité suivante →04ANALYSE GUIDÉE · COMPARER · NIVEAU 2CORRIGÉ MODÈLEAnalysez séparément les cas 1 et 2 sur « Distinguer série et dérivation » : donnez chaque réponse, relevez l’indice décisif et expliquez le point commun.
Indice : Cas 1 — Deux lampes sont en série. Si l’une est retirée, que devient l’autre ? Cas 2 — Deux lampes sont en dérivation. Si une branche est ouverte, l’autre peut-elle rester allumée ? Pour comparer les deux cas de « Distinguer série et dérivation », traitez les énoncés séparément : aucune donnée ne doit passer de l’un à l’autre.
Pour « Distinguer série et dérivation », la comparaison est vérifiable parce que le premier cas repose sur « Les dipôles d’une branche série partagent le même trajet du courant » tandis que le second repose sur « Les branches en dérivation constituent des trajets distincts » ; les deux réponses ne partagent que la règle explicitement formulée.
Continuer avec l’activité suivante →05DIAGNOSTIC D’ERREUR · CORRIGER · NIVEAU 2CORRIGÉ MODÈLEPour le troisième cas ci-dessous, testez la démarche « Se fier à la disposition graphique des lampes ». Comparez la démarche aux informations disponibles, signalez le premier écart et rétablissez le raisonnement.
Indice : À partir de « Se fier à la disposition graphique des lampes », séparez grandeurs, unités et observations, puis repérez le premier changement de modèle non justifié. Corrigez cette étape avant de vérifier la conclusion.
Indice : dans le troisième cas de « Distinguer série et dérivation », conservez ce fait — La somme des intensités sortantes égale l’intensité entrante — puis localisez la première décision qui le contredit.
Le diagnostic de « Distinguer série et dérivation » réfute précisément « Se fier à la disposition graphique des lampes » en retrouvant « 0,3 A » à partir de l’indice « La somme des intensités sortantes égale l’intensité entrante ».
Continuer avec l’activité suivante →06ANALYSE GUIDÉE · TRANSFÉRER · NIVEAU 3CRITÈRES DE RÉUSSITEVariez ce troisième cas : Dans un nœud, 0,5 A arrive et 0,2 A repart dans une branche. Quelle intensité repart dans l’autre ? Gardez la même règle mais changez une information utile ; donnez ensuite la réponse et sa vérification.
Indice : Point de départ — Dans un nœud, 0,5 A arrive et 0,2 A repart dans une branche. Quelle intensité repart dans l’autre ? Pour « Distinguer série et dérivation », conservez l’objectif et la règle de ce cas, puis isolez l’unique élément à modifier et le contrôle capable d’en mesurer l’effet.
Le contrôle reste lié à « Distinguer série et dérivation » parce qu’il conserve l’objectif « Compter boucles et nœuds pour prévoir l’effet d’une panne, puis confronter le modèle aux unités, à l’ordre de grandeur et aux observations. », reprend l’indice « La somme des intensités sortantes égale l’intensité entrante. », isole un seul changement pour « Distinguer série et dérivation » et se termine par un contrôle indépendant.
Faire le point sur la progression →Se fier à la disposition graphique des lampes.
Pour reprendre cette notion, localisez d’abord l’endroit exact où « série » n’est plus relié à la règle. Corrigez cette seule décision, expliquez-la avec « dérivation », puis traitez une variante mobilisant « nœud » sans regarder le modèle.
« Distinguer série et dérivation » : des exigences adaptées à chaque niveau.
Les repères ci-dessous montrent comment « Distinguer série et dérivation » passe de la reconnaissance à l’application, à la justification puis au transfert selon le niveau.
6e
Dans « Distinguer série et dérivation », observer, décrire et mesurer avec le vocabulaire adapté, puis distinguer la donnée de l’interprétation.
Voir le parcours 6e →5e
Dans « Distinguer série et dérivation », représenter une relation simple, utiliser les unités correctes et confronter le résultat à l’observation.
Voir le parcours 5e →4e
Dans « Distinguer série et dérivation », modéliser le système, calculer ou prévoir un effet et contrôler la cohérence des unités et de l’ordre de grandeur.
Voir le parcours 4e →3e
Dans « Distinguer série et dérivation », combiner relations, mesures et modèle, expliciter les hypothèses et discuter la limite de la conclusion.
Voir le parcours 3e →