Programme de première s : thème «agir»





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titreProgramme de première s : thème «agir»
date de publication21.05.2017
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Niveau : première S.

Thème : Agir-convertir l’énergie et économiser les ressources

Type de ressources : Document élèves, fichier latis pro et Excel associé

Notions et contenus : Compétences « Pratiquer une démarche expérimentale pour exprimer la tension aux bornes d’un conducteur ohmique en fonction de l’intensité d’un courant électrique ».

Introduction à la notion d’incertitude de type B.

Barre d’incertitude, modéliser et valider une loi.

Compétences travaillées ou évaluées :

  • S’approprier.

  • Analyser.

  • Réaliser.

  • Valider.

  • Utilisation de l’outil informatique.

Nature de l’activité : activité expérimentale

Résumé : Il s’agit de valider la loi d’ohm aux bornes d’un conducteur ohmique et de sensibiliser les élèves à la notion d’erreur systématique lors d’un mesurage à l’aide d’un multimètre. La visualisation des barres d’incertitudes sur un graphique permettra une interprétation simple de la notion d’incertitude.

Mots clés : loi d’Ohm, mesure de tension et d’intensité, incertitude de type B, barre d’incertitude.

Académie : Strasbourg



Sciences physiques

Programme de première S : thème « agir », convertir l’énergie

La loi d’ohm



Objectifs : Effectuer une démarche expérimentale pour valider la loi d’ohm.
Matériel : conducteur ohmique de résistance R, plaquette, fils, 2 multimètres, PC, fichier Excel et logiciel Latis-pro ou regressi
Document 1 : Le chauffage électrique est un chauffage par effet joule. Une résistance électrique est insérée dans un radiateur soit au travers d’un fluide caloporteur (eau, huile, etc…) soit d’un matériau directement (brique réfractaire, fonte, etc…). La résistance transforme l’énergie électrique provenant du réseau en chaleur. Cette chaleur peut être diffusée soit par convection (chauffage de l’air), soit par rayonnement (rayonnement infrarouge), soit par conduction (par contact direct entre l’objet et l’occupant).

Document 2 :

U : tension aux bornes du conducteur ohmique en volt ; I : Intensité traversant le conducteur ohmique en ampères ; R : résistance électrique en ohm du conducteur ohmique.

Expression de la puissance électrique fournie en Watt : P=U.I.

Loi d’ohm aux bornes d’un conducteur ohmique de résistance R : U=RI


Document 3 : caractéristiques constructeur du multimètre utilisé Wavetek Meterman model 5XL









I.S’approprier




2.Expliquer en quoi consiste l’effet joule.





        1. Etablir l’expression de la puissance thermique dissipée par un conducteur ohmique en fonction de la tension à ses bornes et de sa résistance. En déduire la résistance d’un radiateur de 1000 W alimentée sous une tension de 220 volts.




  1. Analyser et réaliser


Elaborer et mettre en œuvre un protocole permettant de valider la relation entre la tension aux bornes d’un conducteur ohmique de résistance R et l’intensité du courant le traversant.


  1. Valider




        1. A l’aide du Fichier Excel joint, calculer l’incertitude pour chaque mesurage effectué.

        2. Dans un tableur grapheur (latis-pro ou regressi) entrer les incertitudes pour chaque valeur obtenue et afficher les barres d’incertitudes pour chaque point expérimental.

        3. Quelle est la valeur de la résistance R en ohm du conducteur ohmique ? Est-on absolument sûr de la valeur obtenue ? Pourquoi ?

        4. Quelle condition doit respecter la courbe modélisée par rapport aux barres d’incertitudes pour valider la loi d’ohm ? Y-a-t-il des points expérimentaux aberrants ? Comment peut-on les repérer ?


Remarques :


  • En première S, pour simplifier, on assimilera dans le cas d’incertitude de type B, la tolérance du fabriquant avec l’incertitude élargie U car

  • Dans latis-pro, il faudra entrer une incertitude élargie moyenne pour U et I dans les cases « erreur en X » et « erreur en y »




ACADEMIE DE STRASBOURG GPS MESURES ET INCERTITUDES 2013/2014

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