QCM : Électricité et champ magnétique (22 questions)

Explication

L’intensité caractérise le courant qui parcourt le circuit et se mesure en ampères. La tension, elle, concerne les bornes d’un dipôle et s’exprime en volts.

Explication

L’ampèremètre doit être traversé par le courant mesuré, ce qui impose un branchement en série. Un branchement en dérivation correspond au voltmètre et sert à mesurer une tension.

Explication

La relation $U=R\times I$ donne ici $U=6\times2=12\,\mathrm{V}$. La valeur $3\,\mathrm{V}$ correspondrait à une division de la résistance par l’intensité, ce qui n’est pas la relation donnée.

Explication

Dans un circuit en dérivation, les branches sont reliées aux mêmes bornes, donc elles ont la même tension. L’intensité se répartit entre les branches et n’est donc pas forcément identique.

Explication

La puissance mesure le débit d’énergie électrique échangée par unité de temps et s’exprime en watts. Une quantité totale d’énergie dépend aussi de la durée de fonctionnement.

Explication

La puissance se calcule avec $P=U\times I$, donc $P=230\times2=460\,\mathrm{W}$. La valeur $115\,\mathrm{W}$ résulte d’une division de la tension par l’intensité, qui ne correspond pas à cette formule.

Explication

L’énergie reçue dépend de la puissance de l’appareil et de la durée pendant laquelle il fonctionne. La puissance seule décrit un débit d’énergie, pas la quantité totale échangée.

Explication

Par définition, $1\,\mathrm{kWh}=3,6\times10^6\,\mathrm{J}$. La valeur $3,6\times10^3\,\mathrm{J}$ oublie le facteur correspondant à une heure exprimée en secondes et au préfixe kilo.

Explication

L’effet Joule correspond à l’échauffement d’un conducteur et à la dissipation d’énergie sous forme de chaleur. Il ne décrit pas l’effet utile recherché par un appareil, comme un mouvement ou un éclairage.

Explication

La puissance dissipée vérifie $P_{\mathrm{Joule}}=R\times I^2$, donc $P_{\mathrm{Joule}}=5\times3^2=45\,\mathrm{W}$. La valeur $15\,\mathrm{W}$ ne tient pas compte du carré de l’intensité.

Explication

Comme $P=U\times I$, une hausse de la tension à puissance constante entraîne une baisse de l’intensité. La diminution de l’intensité permet ensuite de réduire les pertes par effet Joule dans les lignes.

Explication

La tension est fortement augmentée à la sortie de la centrale, puis diminuée près des habitations grâce à un transformateur abaisseur. Cette organisation permet de transporter l’électricité à haute tension avant de l’adapter à l’usage domestique.

Explication

En courant continu, la tension et l’intensité sont constantes, alors qu’en régime sinusoïdal domestique elles varient périodiquement. Confondre les deux régimes revient à attribuer au courant continu la variation caractéristique du courant alternatif.

Explication

Le déphasage correspond au décalage temporel entre les courbes de tension et d’intensité. La différence de valeurs efficaces concerne les amplitudes, et non le décalage entre les signaux.

Explication

Le facteur de puissance est égal à $\cos\varphi$ ; une valeur de 1 correspond à un angle de déphasage nul. Une valeur inférieure à 1 traduit au contraire la présence d’un déphasage.

Explication

La puissance active se calcule avec $P=U\times I\times\cos\varphi$, soit $230\times5\times0{,}8=920\ \mathrm{W}$. La valeur de 1 150 W correspondrait à une puissance calculée sans tenir compte du facteur de puissance.

Explication

Un champ magnétique peut être produit par un aimant ou par un courant électrique circulant dans une bobine. Une tension électrique ne constitue pas, à elle seule, la définition de la source mentionnée ici.

Explication

Une bobine est formée par un fil électrique enroulé plusieurs fois sur lui-même. Un fil rectiligne ou une plaque métallique ne possède pas cette géométrie enroulée caractéristique.

Explication

Avec un courant continu, la bobine se comporte comme un aimant aux pôles Nord et Sud fixes. Avec un courant alternatif, le sens du champ et donc la disposition des pôles changent périodiquement.

Explication

L’inversion du courant entraîne l’inversion des pôles Nord et Sud de la bobine. La bobine continue donc à produire un champ, mais son orientation magnétique est renversée.

Explication

Le champ magnétique d’un électroaimant vaut environ 10 T dans les valeurs comparées. Les valeurs plus faibles correspondent respectivement au champ terrestre, à un aimant de réfrigérateur et à un haut-parleur.

Explication

Dans une bobine sans noyau de fer, le champ magnétique est proportionnel à l’intensité du courant, selon $B\propto I$. Le facteur 9 correspondrait à une dépendance en $I^2$, comme dans l’effet Joule, et non à cette relation magnétique.