Secondaire IV Électricité: Les Calculs

Objectif de la session

• Étude des exercices de mathématiques liés à l'électricité pour le niveau secondaire 4 ST.
• Aucune nouvelle matière, révision des réponses aux exercices.

Calcul du nombre d'électrons

Exercice: Nombre d'électrons dans 3 coulombs

• Procédure: Multiplier le nombre d'électrons dans un coulomb par 3.
• Notations scientifiques: Déplacer la virgule pour obtenir le format x 10^19.

Exercice: Nombre d'électrons dans 161 coulombs

• Formule: 161 x 6,25 x 10^18 (nombre d'électrons par coulomb).
• Calcul: Utiliser une calculatrice pour obtenir le résultat, déplacer la virgule trois places à gauche.
• Notations scientifiques: Ajouter 3 à l'exposant.

Exercice: Nombre d'électrons dans 0,075 coulombs

• Formule: 0,075 x 6,25 x 10^18.
• Calcul: Diminuer l'exposant en déplaçant la virgule vers la gauche.

Exercice: Nombre de coulombs dans 3,25 x 10^19 électrons

• Formule inverse: Diviser 3,25 x 10^19 par 6,25 x 10^18.
• Résultat: 5 coulombs.

Exercice: Nombre de coulombs dans 2,5 x 10^17 électrons

• Formule: ( \frac{2,5 \times 10^{17}}{6,25 \times 10^{18}} ).
• Résultat: 0,04 coulombs.

Exercice: Nombre de coulombs dans 0,34 x 10^15 électrons

• Formule: Utiliser la division et exprimer les résultats en notation scientifique si nécessaire.
• Notations scientifiques: Déplacer la virgule 6 places vers la droite, obtenir un exposant de -6.

Intensité du courant

• Formule: ( I = \frac{Q}{\Delta t} ) (Intensité = Charge/Temps).

Exercice: Calcul de l'intensité avec une charge de 23 coulombs en 35 secondes

• Formule: ( I = \frac{23}{35} ).
• Résultat: 0,66 A.

Exercice: Conversion de charge pour un courant de 14 A en 5 secondes

• Formule: ( Q = I \times \Delta t ).
• Résultat: 70 coulombs.

Exercice: Temps nécessaire pour une charge de 680 coulombs avec un courant de 30 A

• Formule: ( \Delta t = \frac{Q}{I} ).
• Résultat: 22,67 secondes.

Différence de potentiel (Voltage)

• Formule: ( V = \frac{E}{Q} ) (Voltage = Énergie/Charge).

Exercice: Voltage pour une charge de 44 coulombs avec 176 joules d'énergie

• Formule: ( V = \frac{176}{44} ).
• Résultat: 4 V.

Exercice: Variation d'énergie pour 6,83 coulombs et une différence de potentiel de 6 V

• Formule: ( E = V \times Q ).
• Résultat: 40,98 joules.

Exercice: Charge pour une énergie de 75 joules sous 5 V de tension

• Formule: ( Q = \frac{E}{V} ).
• Résultat: 15 coulombs.

Loi d'Ohm

• Formule: ( R = \frac{V}{I} ) (Résistance = Voltage/Intensité).

Exercice: Calcul de la résistance avec 10 V et 0,54 A

• Formule: ( R = \frac{10}{0,54} ).
• Résultat: 18,52 ( \Omega ).

Exercice: Différence de potentiel avec une résistance de 6 ( \Omega ) et une intensité de 2,16 A

• Formule: ( V = R \times I ).
• Résultat: 12,96 V.

Exercice: Intensité avec une résistance de 2,5 ( \Omega ) et une tension de 15 V

• Formule: ( I = \frac{V}{R} ).
• Résultat: 6 A.

Puissance

• Formule: ( P = V \times I ) (Puissance = Voltage x Intensité).

Exercice: Puissance avec un voltage de 3 V et une intensité de 8 A

• Formule: ( P = V \times I ).
• Résultat: 24 W.

Exercice: Intensité avec une puissance de 15 W et une différence de potentiel de 5 V

• Formule: ( I = \frac{P}{V} ).
• Résultat: 3 A.

Exercice: Différence de potentiel avec une intensité de 8,87 A et une puissance de 654 W

• Formule: ( V = \frac{P}{I} ).
• Résultat: 73,74 V.

Énergie consommée

• Formule similaire à celle de la puissance, les mêmes mathématiques s'appliquent.