Leçon Teach
Les LED de couleurs différentes se comportent-elles de la même façon ?
Compare trois couleurs de LED avec la même valeur de résistance et deux tensions d’alimentation.
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Objectifs d’apprentissage
Comparer les mesures électriques de trois couleurs de LED dans les mêmes conditions nominales.
Estimer la tension de la LED à partir du réglage d’alimentation et de la tension mesurée dans la résistance, en précisant la limite de cette méthode.
Aperçu de l’activité élève
Contenu de l’activité
Aperçu uniquement. Lors d’une séance, les élèves peuvent saisir leurs réponses et remettre leur travail à l’enseignant.
Même alimentation, couleurs différentes
5 min
Un panneau peut utiliser des voyants rouges, jaunes et verts reliés à la même alimentation. Cela signifie-t-il que les LED sont parcourues par le même courant ? Étudie chaque couleur avec une résistance de 1 kΩ sous 3 V puis 5 V. Pour comparer les grandeurs électriques, fie-toi au multimètre plutôt qu’à la luminosité d’une photographie.
Prévois si les trois couleurs seront parcourues par le même courant à 3 V. Justifie ta réponse sans supposer un classement des couleurs.
Comparer dans les mêmes conditions
25 min
Comprendre le circuit
Le bouton du laboratoire ouvre un circuit déjà câblé sur des équipements réels. Une branche est un chemin contenant une résistance et une LED. La LED possède une anode (A) et une cathode (K) ; son orientation est déjà réglée. Sélectionne l’onglet d’alimentation continue (Alimentation DC) pour lire ou modifier la tension positive, et l’onglet du multimètre (Multimètre) pour lire la mesure. Après chaque modification, clique sur le bouton de mesure (Effectuer mesure) et attends l’actualisation du résultat et des photographies de l’équipement. Modifier un réglage ne produit pas, à lui seul, un nouveau résultat. Pour régler la tension au clavier, place le focus sur le bouton rotatif : gauche/droite modifie le pas ; haut/bas modifie la valeur. Vérifie la tension affichée avant de mesurer.
Le multimètre mesure la tension aux bornes de la résistance, notée $V_R$. Note les lectures VDC en volts ; divise une lecture en mV par 1 000. Par exemple, 240 mV = 0,240 V. Si l’écran affiche uV (microvolts, µV), divise par 1 000 000 : 300 uV = 0,000300 V. Pour une résistance de 1 kΩ, $I\,\text{(mA)}=V_R\,\text{(V)}$. Tu calcules ainsi le courant à partir de la tension mesurée et de la résistance indiquée.
Utilise les photographies de la caméra pour observer les lumières réelles. La lueur estimée du dessin illustre le dernier résultat ; ce n’est pas une mesure de lumière. Désactive-la pendant les comparaisons avec la caméra. Une lumière masquée par des reflets est indistincte, pas nécessairement éteinte. L’équipement comporte aussi des voyants d’état. Si la LED du circuit est indistincte, conserve le même circuit et la même tension, puis relance la mesure. Attends l’actualisation du résultat et des photographies, puis observe de nouveau la LED. Note brièvement, dans tes réponses écrites, les lectures initiale et répétée ainsi que tout changement de visibilité ; utilise le résultat répété dans le tableau. Si la LED reste indistincte, choisis Indistincte. Ne te fie pas à un autre voyant et ne répète pas les mesures jusqu’à obtenir la réponse attendue.
Lis le nom de l’équipement sous chaque résultat : des mesures successives peuvent utiliser différents Hive physiques. De petits écarts peuvent donc provenir de composants différents. Un résultat signalé comme un enregistrement antérieur ne constitue pas une nouvelle mesure indépendante.
Protéger le circuit
Conserve le câblage et les résistances fournis. Utilise uniquement l’alimentation positive de 0–5 V, entre 1 et 5 V dans cette activité. Ne branche pas une LED directement sur l’alimentation. Ne modifie ni les autres alimentations ni le générateur de fonctions. Le multimètre est déjà branché aux bornes d’une résistance : laisse-le en mode tension continue, jamais en mode courant ou résistance.
Mesure la tension aux bornes de la résistance pour calculer le courant dans cette branche. A et K identifient les bornes de la LED.
Changer de circuit
Quand tu as terminé avec un circuit, quitte la session Hive, puis reviens à cette activité avant d’ouvrir le laboratoire suivant. Chaque bouton charge son propre circuit ; ne réutilise pas le circuit précédent et ne modifie pas le branchement du multimètre.
Rouge
Rouge
Ouvre le circuit ; ramène la tension positive initiale de 5 V à 3 V. Mesure et complète la ligne Rouge, 3 V. Passe à 5 V, mesure et complète la ligne Rouge, 5 V. Conserve la résistance de 1 kΩ et les branchements du multimètre.
Disponible lors d’une séance de classe
Verte
Verte
Ouvre le circuit ; ramène la tension positive initiale de 5 V à 3 V. Mesure et complète la ligne Verte, 3 V. Passe à 5 V, mesure et complète la ligne Verte, 5 V. Conserve la résistance de 1 kΩ et les branchements du multimètre.
Disponible lors d’une séance de classe
Jaune
Jaune
Ouvre le circuit ; ramène la tension positive initiale de 5 V à 3 V. Mesure et complète la ligne Jaune, 3 V. Passe à 5 V, mesure et complète la ligne Jaune, 5 V. Conserve la résistance de 1 kΩ et les branchements du multimètre.
Disponible lors d’une séance de classe
Résultats
Complète six lignes : 3 V puis 5 V pour chaque couleur. Note V_R mesurée, calcule I(mA)=V_R(V), puis estime V_LED = tension réglée − V_R. Cette tension de LED est une estimation, car le réglage de l’alimentation n’est pas une mesure séparée de tension. Choisis une observation à la caméra et laisse les lignes supplémentaires vides.
| Couleur de la LED | Tension réglée V | Tension aux bornes de la résistance V | Courant calculé mA | Tension estimée de la LED V | Observation à la caméra |
|---|---|---|---|---|---|
Que nous apprend la couleur ?
15 min
Utilise la LED verte à 5 V. Donne sa tension estimée en V et montre la soustraction utilisant la tension mesurée aux bornes de la résistance.
À 3 V, les trois courants étaient-ils clairement différents ou trop proches pour les distinguer avec confiance ? Cite tes lectures. Vérifie ensuite si les lectures à 5 V appuient la même conclusion.
Pourquoi ne faut-il pas présenter tes tensions estimées comme des constantes exactes valables pour toutes les LED rouges, jaunes ou vertes ?
Une personne conçoit un panneau et souhaite des courants égaux dans trois voyants de couleurs différentes. Des résistances identiques suffisent-elles à le garantir ? Réponds à partir de tes résultats.
Envoyer
Après les mesures, quitte Hive et reviens ici. Marque la pratique comme terminée, vérifie chaque ligne du tableau et chaque réponse obligatoire, puis envoie ton travail.
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