Comment jouer à Chaîne d'ampoules
- Choisis un test et lis sur la carte les ampoules et la source.
- Additionne les résistances, trouve l'unique courant avec I = V ÷ R et la tension de chaque ampoule avec V = I·R.
- Écris ta prédiction et appuie sur Démarrer. La source monte et chaque ampoule s'allume selon sa propre puissance.
- Compare l'ampèremètre, le voltmètre et les barres avec ta prédiction orange.
Les circuits en série
Dans un circuit en série, les composants se suivent sur un seul chemin : toute charge qui quitte la source traverse chacun d'eux, et le courant est le même partout dans la boucle. Chaque ampoule freine les charges, donc leurs résistances s'additionnent, R = R₁ + R₂ + …, et ajouter une ampoule diminue toujours le courant et affaiblit toutes les ampoules. La tension de la source se partage : chaque ampoule prend V = I·R, une part proportionnelle à sa résistance, et les parts s'additionnent pour donner la tension de la source. C'est pourquoi une guirlande de petites ampoules basse tension peut fonctionner sur le secteur si elles sont assez nombreuses en série. Le chemin unique a un inconvénient : si une ampoule grille ou est dévissée, le circuit est coupé et toutes s'éteignent.
Un modèle d'apprentissage ciblé
Les ampoules ont des résistances fixes (celle d'un vrai filament augmente quand il chauffe), les fils et les appareils de mesure sont idéaux et le courant s'établit aussitôt. La source monte régulièrement de 0 à sa tension en 2 s, puis reste 1 s. L'éclat suit la puissance de chaque ampoule selon une échelle fixe : éclat maximal à 16 W pour les ampoules de 4 Ω et de 2 à 5 Ω, et à 0,5 W (2,5 V, 0,2 A, 12,5 Ω) pour une petite ampoule de guirlande. Une petite ampoule grille dès que sa tension dépasse 2,5 V (une tension à 0,05 % près compte comme tenir). Les points des électrons avancent à une vitesse liée au courant, pas à la vraie vitesse de dérive. Les réponses à 2 % près sont justes ; la guirlande demande le nombre entier minimal exact.