Transfert d’énergie dans un circuit électrique Exercice 1 : Application Un récepteur électrique est alimenté sous une tension UAB=12V et traversé par un courant d’intensité I=200mA . 1- Quelle est la puissance électrique reçue par ce récepteur ? 2- Quelle est l’énergie électrique convertie par le récepteur pendant 20 min de fonctionnement. Exercice 2 : Application Un moteur électrique alimente sous tension continue UAB=45V est traversé par un courant électrique I=2A .sa résistance interne r=40 Ω. 1- Calculer la puissance électrique Pe reçue par le moteur. 2- Calculer la puissance Pj dissipée par effet Joule (moteur). 3- En déduire la puissance mécanique Pm disponible. Calculer le rendement. Exercice 3 : A Un dipôle électrique D supporte un courant maximal d’intensité Imax =50mA B Rp Si le courant est supérieur à Imax le dipôle s’échauffe et se détériore. D Pour protéger le dipôle on utilise un conducteur ohmique de résistance Rp monté N en série qui joue le rôle de fusible On donne UAN=6V ; UBN=4V 1- Recopier le schéma et représenter la tension UAB aux bornes du conducteur ohmique. 2- Calculer la valeur la Rp dans le cas où I =Imax. 3a. Calculer Pj la puissance dissipée par effet joule dans le conducteur ohmique. b. Calculer Pg la puissance transférée par le générateur au reste du circuit. c. Que représente la différence Pg -Pj d. La résistance Rp du conducteur ohmique à l’avantage de protéger le dipôle D. Quel est son inconvénient ? Exercice 4 : Un générateur de force électromotrice E et de résistance interne r , alimente le circuit électrique représenté sur la figure ci-dessous : La puissance Pj dissipée par effet Joule dans le circuit électrique est 13 ,5 W. M1 (E1,r1) (E,r) M2 1- Déterminer r. 2- Calculer les puissances Pe1 ; Pe2 et Pe3 reçues respectivement par le R moteur M1, le moteur M2 et le conducteur ohmique. 3- a- Quelle est la puissance électrique fournie par le générateur au reste du circuit b- En déduire le tension aux bornes du générateur . 4- Déterminer à nouveau la tension aux bornes du générateur en utilisant la loi d’additivité des tensions. 5- Calculer la force électromotrice E du générateur. Peut-on considérer ce générateur comme idéal de tension ? justifier. On donne : I=0.57A ; E2=4 .5V ; E1=6V ; R=17Ω ; r2=2.5 Ω ;r1=4 Ω . https://www.classein.com D Comportement global d’un circuit électrique Exercice 5 : Application La résistance interne d’un moteur électrique est de r’=1.25 Ω.la tension à ses bornes est U=6.5V et d’intensité du courant qui le traverse I=2.52A. 12345- Quelle est la convention utilisée pour définir U ? Calculer la puissance électrique Per par le moteur. Calculer la force contre-électromotrice du moteur E’. Calculer la puissance mécanique Pm fournie par le moteur. Puis la puissance dissipée par effet Joule. Calculer la somme Pm+Pj. Quelle valeur retrouve-t-on ? Définir le rendement du moteur et calculer sa valeur. Exercice 6 : Application Un générateur électrique fournit au circuit électrique la puissance électrique Pe=300W,le courant qui circule dans ce circuit est I=1.2A. 1- Calculer la tension UPN aux bornes du générateur. 2- En déduire l’énergie électrique transmise au reste du circuit pendant une durée de 10min. Exercice 7 : On branche un générateur de fem E et de résistance interne r avec un électrolyseur de fcem E’ et de résistance interne r’ (voir figure ci-dessous). La durée de fonctionnement est 20min. 1- Montrer que l’intensité du courant qui circule dans le circuit est I=0.36A et la tension aux bornes de l’électrolyseur est U=5.6V. 2- Calculer : a. L’énergie fournie par le générateur. b. L’énergie convertie en énergie chimique par l’électrolyseur. c. L’énergie dissipée par effet Joule dans le circuit. 3- Calculer : (E,r) D a. Le rendement de l’électrolyseur. (E’ ,r’) b. Le rendement du générateur. c. Le rendement du circuit. Exercice 8 : Le circuit électrique ci-dessous comporte. -un générateur G de fem E et de résistance interne r. -un conducteur ohmique de résistance R=10 Ω. - un électrolyseur de fcem E’=2 .5V et de résistance interne r’=7 .5 Ω -Ampèremètre de résistance négligeable et un interrupteur k. 1-Calculer le puissance thermique Pj dissipée par effet joule dans le conducteur ohmique et l’électrolyseur. 2-Calculer la puissance utile Pu de l’électrolyseur. 3-En déduire Pe la puissance fournie par le générateur du circuit. 4-Calculer E et r sachant que le rendement du générateur est de 94 %. R (E,r) (E’ ,r’) A D
