🔴 Mise en situation — Centre spatial de contrôle :
Le rover Astra-6 vient d'atterrir sur Mars pour explorer une grotte volcanique sombre. En
tant qu'ingénieur de la mission spatiale, tu dois concevoir et tester la maquette du système d'éclairage du
rover : son projecteur de navigation doit pouvoir être allumé et éteint à
volonté à l'aide d'une commande (interrupteur) pour préserver la batterie.
🔍 Partie 1 : Identification du Matériel et des Dipôles
Sur votre table de manipulation, vous disposez de : 1 pile plate (9 V), 1 lampe sur support
(projecteur), 1 interrupteur à levier, 3 fils de connexion.
2 Pourquoi qualifie-t-on la pile, la lampe et l'interrupteur de « dipôles » ?
📖 Doc. 1 & Vocabulaire
Réponse : Car ils possèdent tous exactement deux bornes (ou deux points de contact / pôles) pour être branchés dans un circuit électrique (le préfixe grec « di » signifie deux).
📐 Partie 2 : Schéma Prévisionnel du Montage
3 Schématisation : Dans le cadre quadrillé ci-dessous, trace
au crayon à papier et à la règle le schéma normalisé du circuit permettant d'allumer le
projecteur lorsque l'interrupteur est fermé. N'oublie pas d'indiquer les pôles +
et − de la pile !
📖 Doc. 2
Schéma normalisé attendu : Circuit fermé (projecteur allumé)
✔️ Forme rectangulaire à la règle
✔️ Symboles centrés sur les côtés
✔️ Pôles + et − de la pile indiqués
✔️ Interrupteur fermé & lampe allumée
🔬 Partie 3 : Réalisation Expérimentale avec le Matériel Réel
📋 Consigne de manipulation : Réalise le montage sur ta paillasse en reliant la pile,
l'interrupteur et la lampe avec les fils conducteurs. Effectue les tests suivants et coche les cases
correspondantes :
4 Tableau de résultats expérimentaux :
📖 Doc. 3
| Expérience testée |
Position de l'interrupteur |
État du circuit |
État de la lampe |
| Test A : Montage complet, interrupteur fermé |
Fermé (contact établi) |
☑ Fermé
☐ Ouvert
|
☑ Allumée
☐ Éteinte
|
| Test B : Montage complet, interrupteur ouvert |
Ouvert (coupure) |
☐ Fermé
☑ Ouvert
|
☐ Allumée
☑ Éteinte
|
| Test C : On débranche un seul fil de connexion |
Fermé mais fil débranché |
☐ Fermé
☑ Ouvert
|
☐ Allumée
☑ Éteinte
|
5 Interprétation : Pourquoi le projecteur s'éteint-il dès que
l'interrupteur est ouvert ou qu'un fil est déconnecté ?
📖 Doc. 3
Réponse : Car le courant électrique a impérativement besoin d'une boucle fermée et ininterrompue (continue) reliant la borne positive (+) à la borne négative (−) de la pile. Dès que l'interrupteur est ouvert ou qu'un fil est déconnecté, la boucle est rompue (le circuit devient ouvert) : l'air isole les contacts, le courant ne peut plus circuler et la lampe s'éteint.
🎯 Partie 4 : Rapport de Mission & Synthèse
• Pour faire fonctionner le projecteur du rover Astra-6, il faut réaliser un circuit électrique formant une
boucle fermée continue entre les deux bornes de la pile.
• La pile est le générateur : elle fournit l'énergie électrique au circuit. La lampe est le
récepteur : elle reçoit cette énergie électrique et la convertit en énergie lumineuse.
• Lorsque l'interrupteur est fermé, le circuit est
fermé : le courant circule dans la boucle et le projecteur
s'allume (brille).
• Lorsque l'interrupteur est ouvert, le circuit est
ouvert : le courant ne peut plus circuler et le projecteur
s'éteint (reste éteint).
📚 Mémo Vocabulaire Officiel :
• Générateur : dipôle qui fournit le courant électrique (ex. : pile, batterie).
• Récepteur : dipôle qui utilise le courant électrique pour fonctionner (ex. : lampe, moteur).
• Circuit fermé : ensemble ininterrompu de conducteurs formant une boucle (le courant circule).
• Circuit ouvert : circuit dont la boucle est coupée à un endroit (le courant ne circule pas).