Tension et intensité : circuit, grandeurs et sécurité.
Mesurer et appliquer les lois dans les circuits en série ou dérivation ; la fiche associe une réponse directe, un cas analysé, 7 activités corrigées et 2 repères de progression.
Tension et intensité : ce qu’il faut retenir.
Pour maîtriser « Tension et intensité », retenez d’abord la règle qui relie « ampère » à « volt ». Le cas repère montre ensuite comment utiliser « calibre » sans sauter l’étape de vérification.
Mesurer et appliquer les lois dans les circuits en série ou dérivation.
L’ampèremètre se branche en série ; le voltmètre en dérivation.
Dans une branche série, l’intensité est la même en tout point.
Brancher un ampèremètre directement aux bornes du générateur.
- 01GRANDEURampère
- 02RELATIONvolt
- 03UNITÉcalibre
Le schéma sert de contrôle : partez de « ampère », appliquez « volt », puis vérifiez avec « calibre ».
L’ampèremètre mesure le débit de charges ; le voltmètre compare deux points.
Une réponse que l’on peut vérifier.
Le raisonnement part du circuit ou de la chaîne énergétique décrite dans « Dans une branche série, l’intensité est la même en tout point. » Il doit situer « ampère », 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 « Tension et intensité » : système, données, modèle, unités et vérification.
Pour « Tension et intensité », 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, le voltmètre est branché en dérivation aux bornes concernées ; cet indice délimite le système et les grandeurs réellement utiles.
- 02
Choisir le modèle
Le cas suivant mène à « L’intensité du courant, en ampères » parce que l’ampèremètre est traversé par le courant de la branche mesurée ; le modèle respecte alors la règle « L’ampèremètre se branche en série ; le voltmètre en dérivation ».
- 03
Confronter calcul et mesure
Le troisième résultat est « 0,25 A en régime établi » ; il peut être confronté aux données puisque l’intensité est la même en tout point d’une même branche série.
- 04
Tester la limite
La démarche « Brancher un ampèremètre directement aux bornes du générateur » doit être rejetée si elle contredit les unités, les observations ou la règle « L’ampèremètre se branche en série ; le voltmètre en dérivation ».
« Tension et intensité » : relier le système, le modèle et la mesure.
L’objectif est « Mesurer et appliquer les lois dans les circuits en série ou dérivation » : 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 « Quelle grandeur mesure un voltmètre ? », la réponse est « La tension électrique entre deux points, en volts » : Le voltmètre est branché en dérivation aux bornes concernées.
Le cas qui change la décision
Dans « Quelle grandeur mesure un ampèremètre ? », on obtient « L’intensité du courant, en ampères » : L’ampèremètre est traversé par le courant de la branche mesurée.
La limite qui révèle la maîtrise
Le cas « Dans une branche série, l’intensité vaut 0,25 A avant une lampe. Que vaut-elle après la lampe ? » conduit à « 0,25 A en régime établi » : L’intensité est la même en tout point d’une même branche série. Il permet aussi d’écarter l’erreur « Brancher un ampèremètre directement aux bornes du générateur ».
Cas corrigé sur « Tension et intensité » : question, réponse et contrôle.
Pour « Tension et intensité », ce cas reprend mot pour mot la première activité : ses données, sa réponse et sa preuve restent dans le même bloc vérifiable.
Question
Quelle grandeur mesure un voltmètre ?
Réponse
La tension électrique entre deux points, en volts.
Pourquoi cette réponse
Le voltmètre est branché en dérivation aux bornes concernées. La vérification conserve donc le même énoncé — « Quelle grandeur mesure un voltmètre ? » — jusqu’à la réponse « La tension électrique entre deux points, en volts ».
Un cas voisin sur « Tension et intensité ».
Ce cas applique « Tension et intensité » dans une situation différente : produisez la réponse, justifiez-la, puis utilisez le contrôle indépendant.
À FAIRE SANS MODÈLEPour mesurer simultanément la tension aux bornes d'une lampe et le courant qui la traverse, comment brancher voltmètre et ampèremètre ?
Indice : À partir de « mesurer », « simultanément », « tension » et « aux », distinguez l’observation qualitative de la grandeur mesurée, puis associez instrument, valeur et unité.
Afficher le corrigé
La tension compare deux points, d'où le branchement en dérivation. L'intensité mesure le courant traversant la branche, d'où l'insertion en série.
CONTRÔLE INDÉPENDANTBrancher l'ampèremètre directement aux bornes du générateur créerait un montage dangereux ; le schéma doit aussi respecter les bornes des appareils.
6 activités guidées sur « Tension et intensité », après le cas autonome.
Dans « Tension et intensité », les 6 activités ci-dessous passent de l’application à la justification, puis au transfert, afin de vérifier l’objectif « Mesurer et appliquer les lois dans les circuits en série ou dérivation » ; chaque carte annonce séparément la tâche et le mode de correction. Avec le cas autonome consacré à « Tension et intensité », la fiche totalise 7 activités corrigées.
Composition de la fiche « Tension et intensité » : 4 cas à résoudre, 2 analyses guidées et 1 diagnostic d’erreur. Pour « Tension et intensité », cette composition distingue la tâche demandée du mode de correction. Pour « Tension et intensité », 1 activité ouverte utilise des critères de réussite plutôt qu’une réponse arbitrairement unique.
01CAS À RÉSOUDRE · APPLIQUER · NIVEAU 1CORRIGÉ MODÈLEQuelle grandeur mesure un voltmètre ?
Indice : À partir de « grandeur », « mesure » et « voltmètre », distinguez l’observation qualitative de la grandeur mesurée, puis associez instrument, valeur et unité.
Indice : pour le cas 1 de « Tension et intensité », définissez le système, les données et les unités avant de choisir une relation.
Le voltmètre est branché en dérivation aux bornes concernées.
Continuer avec l’activité suivante →02CAS À RÉSOUDRE · RAISONNER · NIVEAU 1CORRIGÉ MODÈLEQuelle grandeur mesure un ampèremètre ?
Indice : À partir de « grandeur », « mesure » et « ampèremètre », distinguez l’observation qualitative de la grandeur mesurée, puis associez instrument, valeur et unité.
Indice : pour le cas 2 de « Tension et intensité », vérifiez les conditions du modèle avant de calculer ou de prévoir un effet.
L’ampèremètre est traversé par le courant de la branche mesurée.
Continuer avec l’activité suivante →03CAS À RÉSOUDRE · APPROFONDIR · NIVEAU 2CORRIGÉ MODÈLEDans une branche série, l’intensité vaut 0,25 A avant une lampe. Que vaut-elle après la lampe ?
Indice : À partir de « 0,25 A », suivez la boucle du circuit et identifiez les branchements avant d’appliquer une loi électrique.
Indice : pour le cas 3 de « Tension et intensité », confrontez le résultat à une unité, un ordre de grandeur, une mesure ou une observation.
L’intensité est la même en tout point d’une même branche série.
Continuer avec l’activité suivante →04ANALYSE GUIDÉE · COMPARER · NIVEAU 2CORRIGÉ MODÈLEAnalysez séparément les cas 1 et 2 sur « Tension et intensité » : donnez chaque réponse, relevez l’indice décisif et expliquez le point commun.
Indice : Cas 1 — Quelle grandeur mesure un voltmètre ? Cas 2 — Quelle grandeur mesure un ampèremètre ? Pour comparer les deux cas de « Tension et intensité », traitez les énoncés séparément : aucune donnée ne doit passer de l’un à l’autre.
Pour « Tension et intensité », la comparaison est vérifiable parce que le premier cas repose sur « Le voltmètre est branché en dérivation aux bornes concernées » tandis que le second repose sur « L’ampèremètre est traversé par le courant de la branche mesurée » ; 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 « Brancher un ampèremètre directement aux bornes du générateur ». Isolez l’erreur initiale, corrigez seulement cette décision et nommez la preuve qui invalide la démarche.
Indice : À partir de « Brancher un ampèremètre directement aux bornes du générateur », 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 « Tension et intensité », conservez ce fait — L’intensité est la même en tout point d’une même branche série — puis localisez la première décision qui le contredit.
Le diagnostic de « Tension et intensité » réfute précisément « Brancher un ampèremètre directement aux bornes du générateur » en retrouvant « 0,25 A en régime établi » à partir de l’indice « L’intensité est la même en tout point d’une même branche série ».
Continuer avec l’activité suivante →06ANALYSE GUIDÉE · TRANSFÉRER · NIVEAU 3CRITÈRES DE RÉUSSITEVariez ce troisième cas : Dans une branche série, l’intensité vaut 0,25 A avant une lampe. Que vaut-elle après la lampe ? Construisez une variante à partir de ce cas, indiquez l’unique changement puis contrôlez la réponse.
Indice : Point de départ — Dans une branche série, l’intensité vaut 0,25 A avant une lampe. Que vaut-elle après la lampe ? Pour « Tension et intensité », 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 « Tension et intensité » parce qu’il conserve l’objectif « Mesurer et appliquer les lois dans les circuits en série ou dérivation. », reprend l’indice « L’intensité est la même en tout point d’une même branche série. », isole un seul changement pour « Tension et intensité » et se termine par un contrôle indépendant.
Faire le point sur la progression →Brancher un ampèremètre directement aux bornes du générateur.
Pour reprendre cette notion, localisez d’abord l’endroit exact où « ampère » n’est plus relié à la règle. Corrigez cette seule décision, expliquez-la avec « volt », puis traitez une variante mobilisant « calibre » sans regarder le modèle.
« Tension et intensité » : des exigences adaptées à chaque niveau.
Les repères ci-dessous montrent comment « Tension et intensité » passe de la reconnaissance à l’application, à la justification puis au transfert selon le niveau.
4e
Dans « Tension et intensité », 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 « Tension et intensité », combiner relations, mesures et modèle, expliciter les hypothèses et discuter la limite de la conclusion.
Voir le parcours 3e →