Exercices : Tension Électrique
Tronc Commun Science
Exercice 1 : Mesure de tension
Comment doit-on brancher un voltmètre pour mesurer la tension aux bornes d’une lampe dans un circuit? Faire un schéma.
Solution :
Le voltmètre se branche en dérivation (parallèle) aux bornes de la lampe.
Exercice 2 : Tension dans un circuit série
Dans un circuit avec deux lampes identiques en série, la tension totale est de 12V. Quelle est la tension aux bornes de chaque lampe?
Solution :
Dans un circuit série, la tension se répartit: Utotale = U1 + U2
Pour des lampes identiques: U1 = U2 = Utotale/2 = 6V
Exercice 3 : Tension dans un circuit parallèle
Dans un circuit avec deux lampes en parallèle branchées sur une pile de 9V, quelle est la tension aux bornes de chaque lampe?
Solution :
Dans un circuit parallèle, la tension est la même aux bornes de tous les dipôles.
U1 = U2 = Upile = 9V
Exercice 4 : Loi des mailles
Dans un circuit avec une pile de 6V et deux résistances, on mesure 4V aux bornes de R1. Quelle est la tension aux bornes de R2?
Solution :
Loi des mailles: Upile = U1 + U2
Donc U2 = Upile – U1 = 6V – 4V = 2V
Exercice 5 : Choix d’un voltmètre
Quel calibre choisir pour mesurer une tension d’environ 5V avec un voltmètre ayant les calibres: 2V, 20V, 200V?
Solution :
On choisit le calibre immédiatement supérieur à la tension à mesurer:
5V > 2V → calibre 20V (le plus précis possible sans dépassement)
Exercice 6 : Tension et fonctionnement
Une lampe porte l’indication “6V”. Que se passe-t-il si on l’alimente avec une pile de 9V?
Solution :
La tension est trop élevée (surtension):
– La lampe brille très fortement
– Risque de griller le filament
– Durée de vie réduite
Exercice 7 : Piles en série
On branche en série trois piles de 1.5V. Quelle est la tension totale disponible?
Solution :
En série, les tensions s’ajoutent:
Utotale = 1.5V + 1.5V + 1.5V = 4.5V
Exercice 8 : Piles en parallèle
On branche en parallèle deux piles de 9V identiques. Quelle est la tension disponible?
Solution :
En parallèle avec des piles identiques, la tension reste la même:
Utotale = 9V (mais l’autonomie augmente)
Exercice 9 : Diviseur de tension
Un circuit comporte deux résistances R1=100Ω et R2=300Ω en série avec une pile de 12V. Calculer la tension aux bornes de R2.
Solution :
Diviseur de tension: U2 = U × (R2/(R1+R2))
U2 = 12V × (300Ω/400Ω) = 9V
Exercice 10 : Tension et sécurité
Pourquoi dit-on que c’est le courant qui est dangereux et non la tension? Quelle est la tension limite de sécurité?
Solution :
C’est le courant qui provoque les effets physiologiques:
– 5mA: seuil de perception
– 30mA: danger pour l’homme
Tension limite de sécurité: 50V en alternatif, 120V en continu
