Circuits

Lampe avec interrupteur

Basculez l'interrupteur — l'ampoule s'allume, luminosité ∝ puissance

Lampe avec interrupteur — simulation interactive de Circuits. Basculez l'interrupteur — l'ampoule s'allume, luminosité ∝ puissance Laboratoire virtuel de physique gratuit dans le navigateur, avec mesures SI en direct et tutoriel guidé.

Contrôle avec interrupteur

Un interrupteur en série contrôle si le courant arrive à l'ampoule. Fermé, la lampe s'allume  ; sa luminosité dépend de la puissance.

Ouvrir l'interrupteur rompt la boucle et arrête le courant. Le fermer complète le circuit afin que la puissance P = I·V atteigne le filament de l'ampoule.

• Puissance P = I·V
• Commutateur ouvert → I ≈ 0

Mémoire d'enquête

Planifiez la question avant d'ouvrir le laboratoire

Le brief reprend la page pré-rendue  : question directrice, prédictions concurrentes, rôles des variables, lois directrices, préparation et consignes d’analyse et de prolongement restent visibles et dans cet ordre.

Question de conduite

Une pile 9 V allume une ampoule grâce à un interrupteur fermé. Si vous remplacez une ampoule avec une résistance inférieure, est-ce qu'elle brille plus ou moins bien ?

Des pronostics à peser

• Une ampoule à faible résistance brille plus faiblement.
• Une ampoule à faible résistance consomme plus de courant et dissipe plus de puissance – elle brille plus fort.
• La luminosité ne dépend pas de la résistance de l'ampoule.

Rôles variables

Ce que vous définissez  :

• Résistance de l'ampoule R (Ω)

Ce que vous mesurez  :

• Courant I (A)
• Puissance dissipée P (W)

Comment se déroule l'enquête

1. Ouvrez le préréglage de lampe commutée et appuyez sur Réinitialiser. L'interrupteur démarre fermé, donc la batterie 9 V allume la lampe.
2. Activez la lecture de la puissance sur la lampe.
3. Réglez la résistance de la lampe pour chaque essai et enregistrez la puissance dissipée.

Équation gouvernante

Alimentation électrique (de I et R) — P = I²·R

La puissance dissipée sous forme de chaleur et de lumière dans une charge résistive vaut P = I²R. À tension fixe, une charge de résistance plus faible consomme plus de courant, et la puissance croît encore plus vite puisqu'elle dépend du carré du courant.

Ce que la feuille de travail imprimable demande aux élèves de résoudre

• Pour un essai, calculez I = E/R avec E = 9 V, puis P = I²R (ou de manière équivalente E²/R). Comparez avec le tableau.
• Expliquez pourquoi une ampoule à faible résistance, qui consomme plus de courant à la même tension, finit par dissiper plus de puissance  : la luminosité d'une vraie ampoule évolue avec la puissance.

Où cela apparaît au-delà du laboratoire

• Une ampoule « 100 W » à 120 V consomme environ 0.83 A et a une résistance d'environ 144 Ω lorsqu'elle est chaude. En utilisant P = E²/R, expliquez pourquoi une ampoule de « puissance supérieure » conçue pour la même tension doit avoir une résistance INFÉRIEURE, pas supérieure.
• Les filaments incandescents tombent souvent en panne lorsqu'ils sont allumés, lorsqu'ils sont froids et que leur résistance est la plus faible. À l’aide de votre relation de pouvoir, expliquez pourquoi la surtension (et la puissance) est la plus élevée à ce moment-là.

• AP Physics 2 — Unit 11: Electric Circuits
• AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 11: Electric Circuits
• IB Physics — B.5 Current and circuits
• General High School Physics — Electricity & DC circuits
• NGSS High School Physics — Electric current and magnetic fields

1. Bienvenue dans Ampoule avec interrupteur
2. Sélectionnez l'ampoule
3. Appuyez sur Lecture
4. Actionnez l'interrupteur
5. Ouvrez l'Inspecteur
6. Bravo !

Ouvrez la simulation interactive pour construire la scène, appuyez sur Lecture et explorez avec des mesures en direct et un tutoriel guidé.

Ouvrir le laboratoire interactif →

Télécharger la fiche de laboratoire →

Loi d'Ohm