1
Q
Quand est-ce qu’un objet devient charger?
A
- Quand il y a une PERTE ou GAGNE d’électrons.
- Par frottement l’un contre l’autre, qu’on les touche, ou qu’on les approche l’un de l’autre, puisqu’on les sépare.
2
Q
Charge électrique =
A
Un déséquilibre de charges positives et négatives (peut créer un champ électrostatique).
3
Q
Les charges peuvent être =
1______
2______
3______
A
- Neutre
- Positive
- Négative
4
Q
Quelles sont les 3 lois des charges électriques?
A
- Des charges de signes opposés s’attirent (+ et -)
- Des charges de même signe se repoussent (++ et - -).
- Les objets chargés attirent les objets neutres (ou non chargés).
5
Q
La charge est mesurée en _______.
A
Coulombs
6
Q
La conduction =
A
Des charges peuvent être générées lorsque les matériaux sont en contact ou frottés ensemble.
- Frottés ensemble
7
Q
Induction =
A
Des charges peuvent être produites par l’approche d’un matériel chargé à proximité d’un autre.
- Avec rapprochement
8
Q
Conducteurs=
A
Permettent à l’électricité de circuler librement. (la plupart des métaux) =(ex: aluminium, cuivre, argent, tungstène).
9
Q
Isolants=
A
Ne laissent pas les charges circuler librement.
(les électrons auront tendance à ne pas voyager, car leurs atomes les maintiennent fermement).
- Ex: verre, plastique, la céramique, caoutchouc.
10
Q
Conducteurs intermédiaires (semi-conducteur)=
A
Permettent un certain mouvement de charge, mais pas librement (ex: eau pure, air humide, corps humain).
11
Q
Supraconducteurs=
A
- Des conducteurs qui offrent peu ou pas de résistance aux flux des charges. (certains matériaux deviennent seulement des supraconducteurs à très basses températures).
- Une substance qui n’oppose aucune résistance, ou alors uniquement une résistance très faible, à la circulation des charges (certaines substances deviennent supraconducteurs à des températures extrêmement basses entre -137,15 et -237,15 degrés Celsius).
12
Q
Mise à terre=
A
Matériaux conducteurs peuvent être neutralisés en connectant le matériau à la terre.
13
Q
Ajouter des _____ pour neutraliser la charge déséquilibrée (isolant).
A
Ions
14
Q
Thermocouple=
A
- Créer de l’électricité.
- Convertit l’énergie thermique en énergie électrique.
- 2 métaux différents sont branchés et sont placés dans 2 températures différentes. Cette différence cause les électrons à se déplacer ainsi, créant l’électricité. Si vous augmentez la différence de température, vous augmenterez le courant.
15
Q
Thermopile=
A
Un générateur thermoélectrique est une série de thermocouples.
16
Q
Effet piézoélectrique=
A
- Lorsqu’un cristal particulier est comprimé et est libéré, un courant est libéré. L’inverse est aussi possible = lorsque ce même cristal à un courant branché, ceci crée le mouvement ou le son. (à cause des minéraux dans les cristaux, ceux-ci sont chargés).
- Transformation énergétique = énergie mécanique en énergie électrique.
17
Q
D.E.L=
A
- Le cœur est un morceau minuscule de semi-conducteur.
- Fonctionne seulement une fois reliées à un circuit à une direction.
18
Q
Électrolytes (liquides):
A
Une substance qui permet le passage de courant lorsqu’elle est en solution aqueuse (contient de l’eau). Mg (magnésium), CL- (chlore).
19
Q
Électrode (solides):
A
- Une tige, un fil ou une plaque conductrice d’électricité qui permet l’échange des charges électriques à la fois dans le circuit extérieur/et dans la solution (métaux).
- Les électrons entrent dans un (CATHODE: réduction = augmente le nombre d’e-) et les électrons sortent de l’autre (ANODE: oxydation=diminution des électrons). Il y a les cathodes et les anodes.
20
Q
Cellule électrochimique=
A
- Produire de l’électricité ET un dispositif qui utilise des substances chimiques et leur interaction à produire l’électricité.
- 2 électrodes (cathode + et une anode -)
- Un électrolyte: ceci est une solution conductrice qui relie les électrodes.
- Deux électrodes (une cathode + et une anode -) sont submergés dans un électrolyte (dans les piles liquides, l’électrolyte = liquide, dans les piles sèche, l’électrolyte = solide).
21
Q
Source (dans un circuit)=
A
la source d’énergie électrique
22
Q
Conducteur (dans les composantes d’un circuit) =
A
le matériau (fil) à travers lequel le courant circule
23
Q
Charge (dans un circuit)=
A
articles qui convertissent l’énergie électrique en d’autres (ex: ampoule, moteur, haut-parleur)
24
Q
Commande (dans un circuit) =
A
un interrupteur ou un appareil qui peut allumer ou éteindre le circuit ou des parties du circuit
25
Le courant faible est mesuré avec un ________ et le courant fort est mesuré avec un ________.
1. galvanomètre
2. ampèremètre
26
Multimètre=
Un ampèremètre, un voltmètre et un ohmmètre.
27
La résistance=
- Propriété d'une substance qui s'oppose au mouvement des charges électriques: (responsable de la conversion de l’énergie électrique en une autre forme d’énergie.)
- Un bon conducteur= faible résistance.
- Un mauvais conducteur= forte résistance.
- Unité de résistance est l'ohm = Ω.
- Mesure= avec un ohmmètre ou un multimètre
28
La formule de résistance = la loi d'Ohm (ainsi que les 2 autres variantes)=
1. Résistance = R
tension (différence de potentiel) = V ÷ courant = I.
2. LA LOI D'OHM = Tension (différence de potentiel) = courant x résistance (V = IR)
3. Courant = Tension (différence de potentiel)/ résistance (I = V/R)
29
Résistances fixes=
Ajuster le courant ou la tension (pour avoir + ou – d'énergie).
30
Résistances variables=
Une résistance qui change jusqu'une certaine limite (contrôle la température, la lumière, la tension ou tout autre facteur).
31
Qu'est-ce qu'une charge électrique?
Une interaction électrique et magnétique, un déséquilibre de charges positives et négatives.
32
Que signifie un déséquilibre de charges dans un matériau?
- Il y a plus de charges positives ou négatives à un endroit que de l’autre. Cela se produit quand des électrons sont ajoutés ou enlevés du matériau.
- S’il gagne des électrons, il devient chargé négativement.
- S’il perd des électrons, il devient chargé positivement.
33
Quelle est la différence entre une charge positive et une charge négative?
- Positive =il y a plus de protons que d’électrons.
- Négative = il y a plus d’électrons que de protons.
34
Qu’est-ce qu’une charge nette?
Le déséquilibre combiné positif et négatif présent dans un objet. La charge d’un objet dépend de l’équilibre des charges + et - dans l’objet.
35
Qu’est-ce que l’électricité statique?
- Causée par un déséquilibre de charges électriques sur un objet.
- Se produit quand des électrons sont transférés d’un objet à un autre qui se fait souvent par frottement.
36
Donne un exemple d’un objet qui devient chargé par frottement.
Frotter une balloune contre les cheveux d’un individu (regarder au carnet de notes pour image : ex- Mimi et Logan)
37
Qu'est-ce qu'une décharge électrostatique? Comment pouvez-vous/pourquoi empêcher qu'elle ne se produise?
- Lorsque des électrons pénètrent dans un objet pour y compenser un manque ou un excès d’électrons quitte l’objet (il y a un déséquilibre et les électrons pénètrent pour neutraliser ceci).
- On peut empêcher qu’elle ne se produise en connectant le matériau à la terre (mise-à-terre) = CONDUCTEUR et une ionisation de l’air pour neutraliser la charge déséquilibrée (ajouter des ions) = ISOLANTS.
- On veut les empêcher qu’elle ne se produise parce qu’elles peuvent endommager l’équipement électronique et provoquer des incendies et des explosions ET elle peut attirer la poussière ou faire coller des pièces même s’ils n'y ont pas de décharge électrique (accumulation des charges non équilibrées).
38
Un grille-pain avec une résistance de 145 Ω est connecté à une source de 120 V. Quel courant circulera dans le grille-pain?
Courant = tension (différence de potentiel) ➗résistance
120 V ➗145 Ω = 0,82758621A.
39
Une résistance variable permet à un appareil d'utiliser différentes quantités de résistance. Dans quels appareils pouvez-vous utiliser une résistance variable?
- les gradateurs d’éclairage,
- contrôles de vitesse des moteurs,
- limiteurs de surtensions,
- régulateurs de température des réfrigérateurs et des cuisinières,
40
Les circuits peuvent être connectés en parallèle ou en série. Quelles sont les différences entre les circuits parallèles et série ?
- Parallèle: Comporte plusieurs chemins pour le courant, le courant total est divisé, une partie des charges circulant dans chaque branche (ou partie) du circuit. Le potentiel fourni par le générateur est entièrement consommé par chaque branche.
- Série: Un seul chemin pour le courant, toutes les charges doivent passer par chaque composante du circuit. Le potentiel fourni par la source = la somme des potentiels utilisés par les charges du circuit. La résistance totale du circuit = la somme des résistances de chaque charge du circuit.
41
Quelle est la différence entre une cellule primaire et une cellule secondaire?
- Primaire: Non rechargeables (la quantité de substance chimique qu’elles contiennent détermine la quantité totale d’énergie électrique peut produire).
- Secondaire: Rechargeables, les réactions chimiques sont réversibles (un chargeur fait passer un courant électrique dans la pile «morte», ce qui entraîne la formation des substances chimiques initiales, de sorte que la pile peut être réutilisée).
42
À quoi sert un générateur électrique et quand serait-il nécessaire?
- Appareil qui convertit l’énergie mécanique en énergie électrique.
- Environ le quart de l’électricité du Canada est produite à l’aide de générateurs thermoélectriques.
43
Qu'est-ce qu'un électro-aimant ? Quelles sont les trois parties fondamentales d’un électro-aimant?
- Un électro-aimant = puissant aimant provisoire créé en insérant un noyau de fer tendre à l’intérieur d’une bobine de fil, dans laquelle on fait ensuite circuler un courant.
1. Une bobine de fil
2. Un noyau de fer tendre
3. La batterie
44
Quelle est la différence entre un générateur CA et un générateur CC?
CA=Courant change de direction
CC= Courant reste dans la même direction.
45
Quel est l’avantage d’utiliser des courants alternatifs plutôt que continus?
- Grâce aux transformateurs, on peut facilement élever ou abaisser la tension du courant alternatif.
- Élever la tension permet de transporter l’électricité sur de longues distances avec peu de pertes
46
En quoi les générateurs et les moteurs sont-ils différents?
- Générateur: transforme l'énergie mécanique en électrique.
- Moteur: transforme l’énergie électrique en mécanique.
47
À quoi sert un transformateur?
Des dispositifs installés pour augmenter la tension afin de l’envoyer le long des lignes électriques puis la réduire avant qu’elle n’entre dans votre maison.
48
Un four à micro-ondes de 900 W nécessite 7,5 A de courant pour fonctionner. Quelle est la tension du circuit auquel le micro-ondes est connecté ?
- Puissance = tension x courant.
- 900W = ??? x 7,5 A
- Tension = puissance ➗courant (900W ➗7,5 A = 120 V)
- La tension est égale à 120 V.
49
Une lampe de poche utilisant deux cellules D de 1,5 V contient une ampoule pouvant supporter jusqu'à 0,5 A de courant. Quelle serait la puissance maximale de l'ampoule ?
- Puissance = tension x courant.
- 1,5 V × 0,5 A = 0,75 W
50
Bob possède une chaîne stéréo qui fonctionne à 120 V avec 2,5 A de courant. De quelle puissance la chaîne stéréo de Bob a-t-elle besoin pour fonctionner ? Si Bob écoute sa chaîne stéréo pendant 5 heures en moyenne chaque jour, quelle quantité d'électricité consommera-t-il sur une période de 30 jours?
- Puissance = tension x courant (120 V × 2,5 A = 300 W)
- E = P×t (énergie = puissance x temps)
1. P = 300 W (300 ÷ 1000 = 0,3 kW)
2. T = 5 h × 30 = 150 h (car sur une période de 30 jours).
3. E = 0,3 kW × 150h = 45 kWh.
51
Classez les trois ampoules suivantes par ordre d'efficacité, en commençant par l'ampoule la plus efficace et en terminant par l'ampoule la moins efficace : à incandescence, halogène et fluorescente.
1. Rendement de 20% = FLUORESCENTE
2. Rendement de 15% = HALOGÈNES
3. Rendement de 5% = INCANDESCENCE
52
Comment l’électricité est-elle produite lorsque l’on travaille avec des générateurs thermoélectriques?
Ils brûlent généralement des ressources non renouvelables (celles qui sont utilisées plus rapidement qu’elles ne sont remplacées), comme les combustibles fossiles, mais ils peuvent aussi brûler de la biomasse (le matériau solide provenant des êtres vivants, comme du bois, des récoltes, des déchets de récoltes, des déchets alimentaires ou des déjections animales).
53
Donne un exemple et une explication pour chacun des types d’énergie suivants : mécanique, chimique, thermique, électrique, lumineuse.
- Mécanique = le mouvement ou à la position d’un objet: une auto.
- Chimique = une réaction chimique se produit et libère de l’énergie: une pile électrochimique.
- Thermique = L’énergie thermique est liée à la chaleur: thermocouple convertit l’énergie thermique en énergie électrique.
- Électrique = L’énergie électrique transportée par des électrons en mouvement dans un circuit. Elle peut être transformée en lumière, chaleur ou mouvement.
- Lumineuse = forme d’énergie visible produite par des sources comme le Soleil ou une ampoule.
54
Quel est le lien entre l’électricité et l’énergie?
L'énergie crée/se transforme en électricité.
55
Comment fonctionne une ampoule incandescente? Une ampoule fluorescente? Une D.E.L.?
- Ampoule incandescente: Ont un filament fait de métal de haute résistance qui rougeoie brillamment quand un courant électrique traverse là-dedans.
- Ampoule fluorescente: Le courant électrique cause un gaz ou une vapeur à rougir brillamment.
- Ampoule D.E.L: Ce sont des composants électroniques à semi-conducteurs qui rougeoient quand l’électricité voyage là-dedans. Les DELs emploient seulement une fraction de la puissance des ampoules traditionnelles et ils durent pendant des années.
56
Qu’est-ce qu’une cellule photovoltaïque et comment fonctionne-t-elle?
Les panneaux solaires transforment la lumière (l’énergie solaire) en courant électrique. Ces cellules fabriquées d’un semi-conducteur comme le silicone. Quand la lumière frappe le panneau, elle libère des électrons (e-). Des contacts en métal au-dessus et au fond du panneau permettent aux électrons d’être retirés. Le processus de la conversion de l’énergie de la lumière dans l’énergie électrique peut également s’appeler l’effet photoélectrique.
57
Comment fonctionne la pile de Volta?
- Inventeur Alessandro Volta
1. Un disque de cuivre est placé à la base (pôle positif)
2. Un matériau imbibé d’une solution conductrice (eau acidulée ou saumure - électrolyte).
3. Un disque de zinc placé au-dessus (pôle négatif). — RÉPÉTITION DE CES ÉLÉMENTS POUR FORMER UNE COLONNE D’ENVIRON 30 CM HAUTEUR.
- Le courant électrique est généré par la réaction électrochimique entre le cuivre, le zinc et l’électrolyte.
58
Quelle est la différence entre une cellule électrochimique et une pile?
Une pile est 2 ou plusieurs cellules électrochimiques liées ensemble.
59
Qu’est-ce qu’une pile à combustible et quels sont ses sous-produits?
- Produit de l’électricité en réagissant avec de l’hydrogène et l’oxygène.
- Les seuls sous-produits de cette réaction sont l’eau et la chaleur.
- Ex: pour les bus, les trains légers sur rail, les véhicules de tourisme et les chariots élévateurs.
60
Quels sont les symboles électriques de base à connaître?
- Un fil conducteur : _________
- Une ampoule : cercle avec x ou l’autre possibilité
- Une pile: +___| |___ -
- Une batterie: +___|| || ||___ -.
- Un interrupteur: ______. - ._______
- Une résistance: —WWWW—
61
Qu’est-ce que le courant électrique? Quelle est son unité?
- Le symbole du courant est I et le courant est mesuré en AMPÈRES(A).
- C'est le mouvement des charges électriques à travers un conducteur.
62
Quelle est la différence de potentiel (tension)? Quelle est son unité?
- L'énergie gratuite disponible entre 2 points d'un circuit.
- Peut être comparé à l'eau circulant à travers des tuyaux et des réservoirs : le courant est similaire au taux (quantité/par seconde) de débit d'eau à travers les tuyaux et la tension est similaire à la différence dans la pression (s’il y a plus de pression, plus de courant passe et s’il y a moins de pression moins de courant passe).
- Mesurée en volts (V) par un voltmètre.
63
Pourquoi utilise-t-on des circuits parallèles dans les maisons?
Parce que cela permet la même tension à travers chacun des appareils dans le circuit.
64
Quel est le rôle des disjoncteurs et des boîtes à fusibles?
D’empêcher la surcharge en ouvrant le circuit chaque fois qu’il y a trop de courant.
65
Pourquoi faut-il un électricien certifié pour faire le câblage d’une maison?
Pour garantir qu’il répond aux normes de construction de code de l’électricité (c’est «à la hauteur du code».) De plus, c’est pour que l’électricité passe sécuritairement dans une maison.
66
Qu’est-ce qu’un kilowattheure (kWh)?
Une unité pour mesurer la consommation d’électricité.
67
Comment calcule-t-on le coût d’une consommation d’électricité?
- On trouve le nombre d’heures.
- On transforme notre (ex) 3000W en 3 kW.
- On fait le # d’heures x les kW.
68
Qu’est-ce qu’un champ magnétique?
La zone autour de l’aimant ou l’aimant peut générer une force magnétique.
69
Qu’est-ce qu’un électro-aimant? Comment fonctionne-t-il?
Un champ électromagnétique peut être créé en faisant passer un courant à travers une bobine de fil qui entoure un noyau de fer. Le noyau placé au centre de la bobine deviendra magnétique, transformant l’appareil en électro-aimant. Contrairement à l’aimantation permanente des aimants, un électro-aimant peut être allumé et éteint.
70
Comment peut-on produire de l’électricité avec un aimant?
Quand un aimant est déplacé près d’un fil conducteur, cela peut induire un courant dans le fil. Cela se produit parce que les lignes de force du champ magnétique agissent sur les électrons libres du conducteur, les faisant se déplacer. Cependant, pour que cela fonctionne, l’aimant DOIT être en mouvement.
71
Quelle est la différence entre courant alternatif (CA) et courant continu (CC)?
CA = Courant change de direction.
CC= Courant reste dans la même direction.
72
Quelle est la différence entre les générateurs thermoélectriques et hydroélectriques?
- Thermoélectriques = brûlent généralement des ressources non renouvelables, comme les combustibles fossiles, mais ils peuvent aussi brûler de la biomasse.
- Hydroélectriques = utilise de l’eau en mouvement pour produire de l’électricité. Ces centrales impliquent habituellement de construire un barrage pour constituer une source d’énergie potentielle.
73
Quels sont les impacts environnementaux des centrales thermiques?
Centrale thermique: un autre terme pour les usines qui convertissent l’énergie thermique en énergie électrique. Crée beaucoup de GES.
74
Qu’est-ce que la pollution thermique?
Le rejet d’eau chaude dans l’environnement, quelques degrés de différence de température dans les sources d’eaux (ex: lacs/rivières) peuvent avoir un impact profond sur les organismes qui y vivent. Toute la pollution produite par les centrales électriques ne se présente pas sous forme de produits chimiques.
75
Résistance ohmique=
Un composant dont la résistance suit la loi d’Ohm pour toutes les tensions.
- Loi d'Ohm = V= I x R
76
Résistance non-ohmique=
La résistance augmentera à mesure que la tension augmente. Cela se produit parce que le courant traversant la résistance augmente la température des conducteurs de la résistance.
77
Force magnétique =
La force exercée par un aimant.Un aimant aura 2 points où sa force magnétique est la plus forte, appelés les poteaux nord et sud.
78
Les atomes dans un bon isolant =
Les électrons dans un bon isolant auront tendance à ne pas voyager, car leurs atomes les maintiennent fermement.
79
Qu'est-ce que les centrales nucléaires font aux atomes?
Divisent les gros atomes en atomes plus petits pour libérer de grandes quantités d'énergie selon un processus appelé fission nucléaire.
80
Qu’est-ce qui cause le magnétisme?
Tous les atomes possèdent un petit champ magnétique provoqué par LEUR MOUVEMENT DES ÉLECTRONS, mais dans la plupart des matériaux, le champ magnétique d’un électron est contré par un autre électron se déplaçant dans la direction opposée.
81
Fil neutre=
Fil chaud=
Fil de mise à terre=
- Fil neutre – Un « fil sous tension », généralement isolé en blanc (retour)
- Fil chaud – Un « fil sous tension », généralement isolé en noir (fournit le courant)
- Fil de mise à la terre – Non « sous tension », isolé en vert ou nu, élimine le courant « de fuite »
Sciences 9
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