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Vidéo de question : Comprendre l’effet d’une différence de potentiel électrique sur une ampoule Sciences

La figure représente le symbole de circuit associé à une ampoule. Complétez la phrase suivante : s’il existe une différence de potentiel électrique aux bornes de l’ampoule, alors _.

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Transcription de vidéo

La figure représente le symbole de circuit associé à une ampoule. Complétez la phrase suivante. S’il existe une différence de potentiel électrique aux bornes de l’ampoule, alors blanc. (A) Le nombre total d’électrons dans l’ampoule va augmenter. (B) Le nombre total d’électrons dans l’ampoule va diminuer. (C) Un courant électrique va circuler dans l’ampoule.

Tout d’abord, oublions que l’ampoule fait partie de ce problème. Et considérons simplement un fil conducteur auquel on applique une différence de potentiel entre ses deux extrémités. Nous savons que lorsqu’on applique une différence de potentiel électrique, cela provoque le déplacement des électrons présents dans le fil conducteur d’une extrémité vers l’autre. Supposons qu’on applique cette différence de potentiel électrique aux extrémités du fil de sorte que les électrons se déplacent le long du fil de la gauche vers la droite. Ce mouvement d’électrons le long du fil est un courant électrique.

Maintenant que nous savons comment une différence de potentiel électrique va affecter les électrons dans le fil, considérons ce qui pourrait changer si nous ajoutons une ampoule. Une ampoule contient un filament, qui est un morceau de fil conducteur constitué d’un matériau différent de celui des fils classiques d’un circuit. Les fils de connexion dans un circuit sont généralement en cuivre tandis que le filament d’une ampoule est généralement en tungstène. Alors, plutôt que de dire qu’on applique une différence de potentiel aux extrémités du fil, disons maintenant qu’on applique une différence de potentiel aux extrémités du filament. De cette façon, il suffit de considérer ce qui se passe dans le filament.

Rappelons que si on applique une différence de potentiel électrique aux extrémités d’un filament, cela produit un travail sur les électrons qui se déplacent le long du filament. L’énergie des électrons augmente à cause du travail produit par la différence de potentiel électrique. Lorsque les électrons circulent dans le filament, ils lui transfèrent l’énergie reçue par l’application de la différence de potentiel électrique aux extrémités du filament. Le filament libère ensuite cette énergie sous forme de lumière. Il est important de comprendre que le filament libère de l’énergie sous forme de lumière à cause de l’énergie transférée par les électrons lorsqu’ils circulent dans le filament. Le filament ne libère pas d’énergie sous forme de lumière en raison de l’augmentation ou de la diminution du nombre d’électrons dans le filament.

En fait, le nombre d’électrons dans un filament ne change pas lorsqu’on applique une différence de potentiel à ses extrémités. Pour chaque électron entrant dans le filament à une extrémité, un autre électron sort du filament à l’extrémité opposée. Le nombre d’électrons dans l’ampoule n’augmente ou ne diminue donc pas. Nous pouvons donc exclure les propositions de réponse (A) et (B). Mais nous avons déjà vu que le mouvement des électrons signifie qu’il existe un courant électrique à travers le filament.

Nous voyons donc que la bonne réponse est la proposition (C). Si on applique une différence de potentiel électrique aux bornes de l’ampoule, alors un courant électrique va circuler dans l’ampoule.

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