63 exercices pour t'entraîner sur Conducteurs et isolants en 5ᵉ, du QCM à la démonstration. 20 corrigés en détail ci-dessous. Revoir le cours.
Comment appelle-t-on un matériau qui laisse passer le courant électrique ?
B
Un matériau qui laisse passer le courant électrique est un conducteur. À l'inverse, un matériau qui le bloque est un isolant.
Si tu as répondu A, tu as inversé les deux familles : l'isolant est justement celui qui ne laisse PAS passer le courant. Retiens le mot « conduire » : un conducteur conduit le courant comme un fil.
Comment appelle-t-on un matériau qui ne laisse pas passer le courant électrique ?
C
Un matériau qui bloque le courant électrique est un isolant. Le plastique de la gaine d'un fil en est l'exemple type.
Si tu as répondu A, tu as confondu : un conducteur laisse passer le courant, c'est exactement le contraire. Pense au mot « isoler » : l'isolant isole le courant, il l'empêche de sortir.
Le cuivre, le métal rouge des fils électriques, est-il conducteur ou isolant ?
A
Le cuivre est un métal, et tous les métaux sont conducteurs. C'est même pour cette raison qu'on fabrique les fils électriques en cuivre.
Si tu as répondu C ou D, retiens que la propriété conducteur/isolant dépend de la nature du matériau, jamais de sa couleur ni de sa forme.
Une règle en plastique est-elle conductrice ou isolante ?
B
Le plastique est un isolant de référence. C'est exactement pour cela qu'on l'utilise pour gainer les fils électriques et fabriquer les manches d'outils d'électricien.
Si tu as répondu A, tu confonds avec un métal. Aucune couleur ni état neuf ne rend le plastique conducteur : sa nature même bloque le courant.
Dans un circuit de test, on place un objet entre les deux pinces et la lampe témoin s'allume. Que peut-on conclure sur l'objet ?
B
La lampe ne peut briller que si le courant fait toute la boucle. Si elle s'allume avec l'objet en place, c'est que l'objet laisse passer le courant : il est conducteur.
Si tu as répondu A, tu as inversé : c'est quand la lampe reste éteinte que l'objet est isolant. La lampe est un détective : allumée = le courant est passé.
Le circuit de test marche bien (vérifié pinces en contact). On place un objet entre les pinces : la lampe reste éteinte. Que conclus-tu ?
B
Comme on a déjà vérifié que le circuit marche (pinces en contact, lampe brillante), une lampe éteinte avec l'objet en place signifie que l'objet bloque le courant : il est isolant.
Si tu as répondu C, c'est l'erreur que la vérification préalable sert justement à écarter : on sait que la pile n'est pas en cause. La conclusion est donc claire : objet isolant.
Dans le circuit de test, à quoi sert la lampe témoin ?
B
La lampe témoin est un indicateur : elle s'allume quand le courant circule, elle reste éteinte sinon. Elle révèle donc si le matériau placé entre les pinces laisse passer le courant.
Si tu as répondu A, tu confonds avec la pile (le générateur), qui est la source du courant. La lampe, elle, ne fait que témoigner du passage du courant.
Parmi ces matériaux, lequel est un conducteur ?
C
L'aluminium est un métal, et tous les métaux conduisent le courant. Le verre, le bois sec et le caoutchouc sont au contraire des isolants.
Si tu as hésité, repère le métal dans la liste : c'est presque toujours lui le conducteur. Aluminium, cuivre, fer, or, argent, zinc : tous conducteurs.
Parmi ces matériaux, lequel est un isolant ?
B
Le verre est un isolant : il ne laisse pas passer le courant. Le fer, le cuivre et l'argent sont au contraire des métaux, donc des conducteurs.
Si tu as répondu A, C ou D, tu as choisi un métal : or les métaux conduisent. Le seul non-métal de la liste, le verre, est l'isolant recherché.
La mine de crayon est faite de graphite. Est-elle conductrice ou isolante ?
B
Le graphite conduit le courant, même s'il n'est pas un métal. Si tu intercales une mine de crayon dans le circuit de test, la lampe s'allume. C'est le contre-exemple à connaître.
Si tu as répondu A, tu as appliqué la règle « seuls les métaux conduisent », qui est fausse. La bonne formule : « les métaux conduisent, et le graphite aussi ».
Le corps humain est-il conducteur ou isolant du courant électrique ?
B
Le corps humain est conducteur : il est composé en grande partie d'eau salée (sang, muscles). C'est précisément pour cela qu'une électrocution est possible et parfois mortelle.
Si tu as répondu A, c'est une erreur dangereuse : croire le corps isolant pousse à prendre des risques près des prises et des fils dénudés. Ne touche jamais une installation électrique sans précaution.
Pourquoi entoure-t-on les fils électriques d'une gaine en plastique ?
B
Le plastique est un isolant : il empêche le courant de sortir du fil et de te traverser si tu touches le câble. Le cuivre à l'intérieur transporte le courant, le plastique le confine.
Si tu as répondu A, retiens que le plastique ne conduit pas : c'est justement son rôle protecteur. Les deux familles travaillent ensemble dans un même câble.
« Le bois sec est un isolant. »
A
C'est vrai : le bois sec ne laisse pas passer le courant, c'est un isolant. (Attention : un bois humide, gorgé d'eau salée, conduit beaucoup mieux.)
Si tu as répondu B, tu as peut-être pensé au bois humide. Mais à l'état sec, le bois est bien isolant, comme le plastique ou le verre.
« L'or conduit le courant électrique. »
A
C'est vrai : l'or est un métal, et c'est même l'un des meilleurs conducteurs. C'est pour cela qu'on plaque les contacts électroniques de qualité avec de l'or.
Si tu as répondu B, tu as peut-être cru que l'or échappait à la règle. Au contraire : tous les métaux conduisent, l'or le premier.
« Le caoutchouc est un conducteur. »
B
C'est faux : le caoutchouc est un isolant. C'est pour cela que les électriciens portent des gants en caoutchouc et que les semelles de leurs chaussures en sont faites.
Si tu as répondu A, retiens que le caoutchouc rejoint le plastique, le verre et le bois sec dans la famille des isolants.
« L'eau du robinet laisse passer le courant électrique. »
A
C'est vrai : l'eau du robinet contient des sels minéraux dissous qui la rendent conductrice. C'est pour cela qu'il est dangereux de toucher un appareil électrique avec les mains mouillées.
Si tu as répondu B, tu penses peut-être à l'eau distillée (pure), qui conduit très mal. Mais l'eau du robinet, elle, conduit bel et bien.
« Un trombone en fer est un conducteur. »
A
C'est vrai : le fer est un métal, donc un conducteur. Un trombone en fer placé dans le circuit de test allume la lampe.
Si tu as répondu B, rappelle-toi que tous les métaux conduisent. Le fer (et l'acier, qui en est fait) ne fait pas exception.
Voici une liste d'objets : cuivre, plastique, fer, verre, aluminium, bois sec.
Combien d'entre eux sont des conducteurs ?
3
On repère les conducteurs un par un. Les métaux conduisent : cuivre, fer, aluminium → 3 conducteurs. Les autres (plastique, verre, bois sec) sont des isolants.
Si tu as trouvé 4 ou plus, tu as peut-être compté un isolant comme le verre. Le réflexe : ne compter comme conducteurs que les métaux (et le graphite, absent ici).
Voici une liste d'objets : argent, caoutchouc, zinc, porcelaine.
Combien d'entre eux sont des isolants ?
2
On repère les isolants un par un : le caoutchouc et la porcelaine ne laissent pas passer le courant → 2 isolants. L'argent et le zinc sont des métaux, donc des conducteurs.
Si tu as trouvé 3 ou 4, tu as peut-être classé un métal comme isolant. Argent et zinc sont bien des conducteurs.
Yasmine veut savoir si une cuillère en acier est conductrice. Décris en deux phrases l'expérience qu'elle doit faire avec un circuit à lampe témoin, et indique comment elle conclura.
Yasmine monte un circuit avec une pile, une lampe témoin et deux pinces crocodiles, puis place la cuillère en acier entre les deux pinces. Si la lampe s'allume, la cuillère est conductrice ; si elle reste éteinte, elle est isolante. (Comme l'acier est un métal, la lampe s'allumera : la cuillère est conductrice.)
La méthode du circuit de test est toujours la même : on insère l'objet dans la boucle et on regarde la lampe. La lampe joue le rôle de témoin du passage du courant.
L'acier étant du fer, donc un métal, le résultat est prévisible : la lampe brille, la cuillère est conductrice. Pense aussi à vérifier d'abord que le circuit marche, pinces en contact direct, avant de tester.
Pourquoi fabrique-t-on l'intérieur des fils électriques en cuivre plutôt qu'en plastique ?
Avant de tester des matériaux, Amine fait se toucher directement les deux pinces crocodiles de son circuit de test. Pourquoi fait-il cela ?
Pourquoi l'eau du robinet conduit-elle bien mieux le courant que l'eau distillée pure ?
Pourquoi est-il encore plus dangereux de toucher une prise avec les mains mouillées qu'avec les mains sèches ?
Karim dit : « Si un matériau conduit le courant, c'est forcément un métal. » Quel objet du quotidien prouve qu'il a tort ?
Le tournevis d'un électricien a une tige en métal et un manche en plastique. Pourquoi ce choix de matériaux ?
On teste une fourchette : un manche en plastique et des dents en métal. On pince le circuit de test sur le manche en plastique. Que se passe-t-il ?
Un morceau de bois sec ne fait pas briller la lampe. Trempé longtemps dans l'eau, il la fait briller faiblement. Comment l'expliquer ?
Pourquoi ne faut-il jamais utiliser un sèche-cheveux au-dessus d'un lavabo rempli d'eau ?
Dans son circuit de test, Salma remplace la lampe par une DEL témoin. Quel est le rôle de cette DEL ?
On teste une canette en aluminium peinte. On gratte la peinture pour mettre le métal à nu, puis on pince le circuit sur la partie grattée. Que se passe-t-il ?
Sans faire le test, lequel de ces objets fera certainement briller la lampe témoin ?
« L'eau distillée pure conduit très mal le courant électrique. »
« Un objet qui contient du métal fait toujours briller la lampe, peu importe où on pince. »
« Le graphite conduit le courant parce que c'est un métal. »
« On fixe parfois les fils électriques sur des supports en porcelaine parce que la porcelaine est isolante. »
« Un fil dont la gaine de plastique est déchirée et laisse voir le cuivre reste totalement sûr à manipuler. »
Voici la liste des objets testés par Amine : un clou en fer, une mine de crayon, un gobelet en verre, une cuillère en argent, un élastique, une pièce en zinc.
Combien d'entre eux sont des conducteurs ?
Voici une liste : caoutchouc, cuivre, verre, bois sec, aluminium, porcelaine.
Combien d'entre eux sont des isolants ?
Salma teste une mine de crayon dans son circuit de test : la lampe s'allume. Elle s'écrie : « Impossible, la mine de crayon n'est pas en métal, le test est faux ! » Explique-lui pourquoi son test est correct et ce qu'il prouve.
Karim affirme : « L'or est trop précieux pour conduire le courant, c'est un cas à part parmi les métaux. » A-t-il raison ?
Salma raisonne : « Ma peau sèche est isolante, donc je peux toucher un fil dénudé sans danger. » Où est l'erreur ?
Karim affirme : « Cette règle en plastique est transparente comme du métal poli, donc elle doit conduire un peu le courant. » A-t-il raison ?
Karim affirme : « Tous les métaux conduisent le courant, sauf l'or qui est trop précieux pour ça. » Que penser de son affirmation ?
Yasmine ajoute deux matériaux l'un derrière l'autre dans la boucle de son circuit de test : d'abord un clou en fer, puis, à la suite, une règle en plastique. Que fait la lampe ?
Dans une salle de bain, quel enchaînement explique le mieux pourquoi l'électricité y est particulièrement dangereuse ?
On teste un crayon à papier entier : une tige de bois autour, une mine de graphite au centre, une gomme en caoutchouc au bout. Dans quel cas la lampe s'allume-t-elle ?
On dispose de trois récipients : de l'eau distillée, de l'eau du robinet, et de l'eau dans laquelle on a dissous beaucoup de sel. Dans laquelle la lampe brillera-t-elle le plus fort ?
Pourquoi un câble électrique a-t-il besoin à la fois d'un conducteur ET d'un isolant pour être utile et sûr ?
Amine teste une cuillère en métal : la lampe ne s'allume pas. Il en conclut « la cuillère est isolante ». Quelle vérification a-t-il oubliée, et que devrait-il faire ?
Dans la cuisine, on teste : une casserole en aluminium, une planche à découper en bois sec, un verre, une fourchette en inox (acier). Quel groupe correspond aux conducteurs ?
Pourquoi, dans le circuit de test, la lampe ne s'allume-t-elle pas quand on écarte les deux pinces sans rien mettre entre elles ?
Un électricien marocain porte des gants en caoutchouc et se tient sur un tapis en caoutchouc pour intervenir sur une installation. Pourquoi ces deux précautions ?
Yasmine reçoit un matériau inconnu et veut savoir s'il conduit. Quel est le bon ordre des étapes ?
Pourquoi la consigne « ne jamais toucher une prise avec les mains mouillées » repose-t-elle sur deux propriétés vues dans ce chapitre ?
« Si l'on place dans la boucle d'un circuit de test un conducteur et un isolant l'un derrière l'autre, la lampe s'allume quand même grâce au conducteur. »
« Tous les métaux conduisent le courant, sans aucune exception. »
« Plus une eau est pure, mieux elle conduit le courant. »
« Le graphite est un exemple de matériau non métallique qui conduit le courant. »
« Comme le corps humain est conducteur, on peut toucher une prise sans danger tant que les mains sont parfaitement sèches. »
Yasmine teste dix objets : un fil de cuivre, une règle en plastique, une mine de crayon, un verre, un clou en fer, un bouchon en liège, une cuillère en aluminium, un élastique, une pièce en zinc, un gobelet en porcelaine.
Combien de ces objets sont des conducteurs ?
Dans la liste suivante : argent, bois sec, graphite, caoutchouc, fer, verre, cuivre.
Calcule le nombre de conducteurs moins le nombre d'isolants. (Donne le résultat sous forme d'un nombre entier.)
Yasmine doit classer en conducteurs et isolants une dizaine d'objets de la maison. Rédige un protocole complet : décris le circuit de test, la vérification préalable, la méthode de classement, puis explique en t'appuyant sur ce travail pourquoi les fils sont gainés de plastique et pourquoi on ne touche pas une prise avec les mains mouillées.