Simulateur de laboratoire d’électrotechnique¶
Des travaux pratiques interactifs d’électricité, de l’école primaire au lycée
Disponible dans le navigateur et sur Mac
À propos du projet¶
Experimenters est un laboratoire d’électrotechnique pour ordinateurs, tablettes et téléphones. Nous proposons des travaux pratiques interactifs et divers exemples de circuits.
Le laboratoire s’ouvre dans le navigateur, et la version pour Mac est sur le Mac App Store ; les versions pour les autres plateformes suivront.
Vous prenez les appareils et les composants dans le panneau, vous les placez sur le mur et vous les reliez par des câbles ; chaque appareil a ses propres boutons et interrupteurs. La simulation tourne pendant que vous montez et modifiez le circuit, et rien ne vous empêche de faire une erreur. Branchez l’ampèremètre en dérivation sur une ampoule, et la source se coupe d’elle-même en cas de surcharge, comme le fait une alimentation de laboratoire.
Expériences interactives¶
Chaque expérience est une page avec le montage déjà câblé et, en dessous, une fiche de travail, du protocole au résultat attendu. L’élève ouvre le lien et commence à mesurer ; il n’y a rien à préparer avant le cours. Vous pouvez modifier le circuit sur la page, et Recommencer dans le menu le remet dans son état initial. Le professeur peut masquer une valeur, par exemple les anneaux de couleur d’une résistance, pour que l’élève la trouve avec les appareils.
Sur la paillasse¶
Court-circuitez la source, et sa touche Secteur passe d’elle-même sur arrêt ; le voyant clignote en rouge jusqu’à ce que vous la remettiez en marche.
Mettez une ampoule sous une tension trop élevée, et le filament jette un éclair puis se rompt. Pour mettre une ampoule neuve, sélectionnez-la et décochez Grillée. Remplacez un fusible fondu de la même façon, avec Fondu.
Faites débiter une pile, et le voltmètre affiche moins que ce qu’indique l’étiquette. La pile a une résistance interne ; les sources et les câbles aussi, c’est pourquoi deux branches identiques peuvent donner des mesures légèrement différentes.
Éteignez l’éclairage de la pièce, et vous voyez un filament qui brille trop faiblement pour qu’on le remarque quand la lumière est allumée, ou le fil d’un fusible qui rougeoie juste avant de fondre.
Ralentissez la simulation, et un éclair qui dure une fraction de seconde devient facile à suivre. Vous pouvez enregistrer un circuit dans un fichier, et installer le laboratoire depuis le navigateur comme une application qui démarre ensuite sans réseau.
Matériel du laboratoire¶
Sources d’alimentation¶
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Source de tension continue
Se coupe d’elle-même en cas de surcharge.
Expérience : Court-circuit
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Source de tension alternative
Sert aussi de générateur de signaux pour l’oscilloscope.
Expérience : Tension alternative à l'oscilloscope
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Pile
Sa tension baisse quand elle débite : vous pouvez donc mesurer la résistance interne de la pile.
Expérience : Force électromotrice et résistance interne
Appareils de mesure¶
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Ampèremètre
Mesure l’intensité d’un courant continu, ou la valeur efficace d’un courant alternatif.
Expérience : Branchement de l'ampèremètre et du voltmètre
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Voltmètre
Mesure la tension continue, ou la valeur efficace de la tension alternative.
Expérience : Valeur efficace
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Wattmètre
Cumule l’énergie fournie à la charge au cours du temps.
Expérience : Énergie et puissance électriques
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Oscilloscope
Ses voies ont une masse commune, le piège habituel quand vous mesurez deux tensions à la fois.
Expérience : Déphasage
Composants¶
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Résistance
Expérience : Loi d'Ohm
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Rhéostat
Expérience : Rhéostat pour régler la luminosité
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Potentiomètre
Expérience : Diviseur de tension à potentiomètre
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Condensateur
Expérience : Charge et décharge d'un condensateur au voltmètre
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Bobine
Expérience : Auto-induction à l'ouverture du circuit
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Transformateur
Masquez les nombres de spires, et il faudra trouver le rapport à partir des tensions.
Expérience : Rapport de transformation
Lumière et semi-conducteurs¶
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Ampoule
Un filament froid a une résistance bien plus faible, si bien que l’intensité fait un bond à l’allumage.
Expérience : Caractéristiques courant-tension
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LED
Expérience : Diode et LED
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Diode
Expérience : Redresseur
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Transistor NPN
Expérience : Transistor en commutation
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Transistor PNP
Commutation et protection¶
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Interrupteur
Expérience : Circuit fermé et circuit ouvert
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Bouton-poussoir
Ne ferme le circuit que tant que vous le maintenez enfoncé.
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Commutateur
Expérience : Éclairage d'escalier en va-et-vient
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Fusible
En cas de court-circuit, un fusible prévu pour un faible courant fond avant que la protection de la source n’ait le temps d’agir.
Expérience : Fusible
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Bus
Branchez-y plusieurs câbles là où le circuit se ramifie.
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Boîte noire
Cachez-y un circuit, et l’élève devra trouver ce que contient la boîte à partir de mesures à ses bornes. Ou construisez votre propre composant composite.
Langues¶
Le laboratoire, les fiches de travail et ce site existent en anglais, espagnol, allemand, français, italien, portugais du Brésil, polonais, turc, indonésien, russe, ukrainien, chinois, japonais et coréen. Vous choisissez la langue du laboratoire dans les Paramètres.
Premiers succès¶
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Participants au programme de pré-incubation
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Deuxième place de la semaine