State and explain what happens to the two rods when the switch, S, is closed?

• (i) La tige de perspex acquiert une charge positive.
• (ii) L'origine de cette charge est le frottement. Lorsque la tige de perspex est frottée avec un chiffon, des électrons sont transférés de la tige de perspex au chiffon. La perte d'électrons (particules chargées négativement) rend la tige de perspex positivement chargée.

Deux autres méthodes de chargement d'un matériau sont :

• La conduction (par contact direct avec un objet chargé).
• L'induction (sans contact direct avec un objet chargé).

Pour identifier le signe des charges sur les tiges B et C, utilisez la tige A (positivement chargée) comme référence :

1. Approchez la tige A de la tige B sans la toucher.
2. Si la tige B est repoussée par la tige A, alors la tige B est également positivement chargée (les charges de même signe se repoussent).
3. Si la tige B est attirée par la tige A, alors la tige B est négativement chargée (les charges de signes opposés s'attirent).
4. Répétez le processus avec la tige C pour déterminer sa charge.

• (i) Le courant électrique est le taux de déplacement de la charge électrique.
• (ii) Le composant étiqueté X est un ampèremètre.

• (iii) Les deux résistances de $4 \, \Omega$ sont en parallèle. Leur résistance équivalente $R_p$ est : $$\frac{1}{R_p} = \frac{1}{4 \, \Omega} + \frac{1}{4 \, \Omega} = \frac{2}{4 \, \Omega} = \frac{1}{2 \, \Omega}$$ $$R_p = 2 \, \Omega$$ La résistance totale du circuit $R_T$ est la somme de $R_p$ et de la résistance de $3 \, \Omega$ en série : $$R_T = 3 \, \Omega + 2 \, \Omega = \boxed{5 \, \Omega}$$
• (iv) Le courant $I$ traversant X (le courant total) est calculé avec la loi d'Ohm ($V = I R_T$) : $$I = \frac{V}{R_T} = \frac{12 \, \text{V}}{5 \, \Omega} = \boxed{2,4 \, \text{A}}$$

La résistance d'un fil est donnée par $R = \rho \frac{l}{A}$.
Pour le premier fil, $R_1 = \rho \frac{l}{A}$.
Pour le deuxième fil, la longueur est $3l$ et la section transversale est $A$. Sa résistance $R_2$ est :

La résistance du deuxième fil est trois fois celle du premier fil.

• (i) Un transformateur est un appareil électrique qui transfère l'énergie électrique entre deux ou plusieurs circuits par induction électromagnétique, généralement pour modifier la tension d'un courant alternatif.
• (ii) Puisque le nombre de spires secondaires (250) est inférieur au nombre de spires primaires (5000), il s'agit d'un transformateur abaisseur (step-down transformer).

• (iii) En utilisant la relation des transformateurs : $$\frac{V_s}{V_p} = \frac{N_s}{N_p}$$ $$V_s = V_p \times \frac{N_s}{N_p} = 240 \, \text{V} \times \frac{250}{5000} = 240 \, \text{V} \times \frac{1}{20} = \boxed{12 \, \text{V}}$$
• (iv) Pour un transformateur 100% efficace, la puissance primaire est égale à la puissance secondaire ($V_p I_p = V_s I_s$) : $$I_p = \frac{V_s I_s}{V_p} = \frac{12 \, \text{V} \times 6 \, \text{A}}{240 \, \text{V}} = \frac{72}{240} \, \text{A} = \boxed{0,3 \, \text{A}}$$