Sécurité électrique à bord d'un voilier
(25 points)
Une batterie de 12 V fournit l'énergie électrique nécessaire.
1. Les appareils
récepteurs sont-ils branchés en série ou en dérivation ?
La tension électrique aux bornes de chaque appareil doit être égale à
12 V : les récepteurs sont branchés en dérivation.
Les récepteurs peuvent ainsi fonctionner indépendamment les uns des
autres.
2. Proposer un
moyen de protéger efficassement les connexions électriques de
l'oxydation à bord des voiliers.
L'oxydation est due à l'oxygène de l'air ; l'eau favorise et accélère
ce processus.
Recouvrir les connexions électriques d'un vernis, de graisses, de
gaines en plastiques.
3. Recopier
l'équation de la réaction qui modélise l'oxydation du cuivre.
2 Cu + O2 --> 2 CuO.
4. Ecrire la
formule de l'ion cuivre.(II).
L'atome de cuivre perd deux électrons ; l'ion cuivre (II) s'écrit Cu
2+.
Soit une lampe de puissance nominale 6 W et de tension nominale 12 V.
5. Montrer que
l'intensité du courant dans le fil d'alimentation de la lampe est I =
0,5 A.
P = UI ; I = P / U = 6 / 12 =0,5 A.
6. Compléter le
schéma suivant en ajoutant les appareils permettant de mesurer
l'intensité du courant et la tension aux bornes de la résistance.
7. Quel est l'effet
de l'ajout d'une résistance électrique sur la valeur de l'intensité du
courant dans un circuit série.
L'intensité du courant diminue dans le circuit série.
Le graphique suivant donne l'évolution de la tension aux bornes
d'une résistance de valeur 47 ohms en fonction de l'intensité du
courant qui la traverse.
8. Déterminer la
tension aux bornes de la résistance traversée par une intensité de 0,19
A.
9. Déterminer la
valeur de la tension aux bornes de la lampe.
Additivité des tensions : Ulampe + U résistance
= U générateur.
U résistance =R I = 47 x0,19 =8,93 V.
U générateur. = 12 V.
Ulampe = 12-8,93 =
3,07 V.
Or la tension nominale aux bornes de la lampe doit être égale à 12 V :
la lampe brille faiblement.