Puissance électrique (W)
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TP PHYSIQUE COMPORTEMENT GLOBAL D’UN CIRCUIT ELECTRIQUE I/ Le montage en série 1) L’intensité du courant Réaliser le montage ci-contre : a) Comparer l’éclat des lampes. Mesurer l’intensité du courant traversant chaque lampe et conclure. b) Mesurer les tensions UAB ET UCD. En déduire l’origine de la différence d’éclat. c) Qu’observe-t-on pour l’éclat des lampes si on inverse leurs positions ? Vérifier. Conclure. G A D B C 2) Bilan de puissance P N G a) Représenter les tensions électriques UPN ; UAB ; UCD. b) Placer sur le schéma un ampèremètre pour mesurer l’intensité I dans le circuit. Peut-on placer l’ampèremètre n’importe où dans le circuit ? Pourquoi ? c) Réaliser le circuit suivant avec R = 33 et le générateur sur 6V. Mesurer I = .................. K A B C D d) Mesurer les tensions UPN, UAB, UCD et compléter le tableau ci-dessous : Tension électrique (V) UPN = UAB = UCD = Puissance électrique (W) Pg = Plampe= Présistance= e) Quelle est la relation entre Pg, Plampe et Présistance ? En déduire une relation entre UPN, UAB et UCD. f) Mesurer les tensions UPA, UBC et UDN. Généraliser la relation précédente. II/ Potentiel électrique le long d’un circuit N P G Interrupteur C A B 33 Réaliser le circuit ci-contre : a) Brancher le voltmètre de façon à choisir le point N du circuit comme référence des potentiels c’est à dire VN = 0 V. Déterminer les potentiels des autres point du circuit et compléter le tableau suivant : VP VA VB VC VN b) Décrire l’évolution du potentiel le long du circuit électrique lorsqu’on le parcourt dans le sens du courant. N P III/ Le circuit en parallèle Réaliser le circuit ci-contre : a) Représenter les tensions électriques UPN ; UAB ; UCD. b) Représenter les courants électriques. b) Mesurer les tensions et les intensités pour chaque dipôle. c) Calculer les puissances électriques de chaque dipôle. d) Quelle est la relation entre Pg, Plampe et Présistance ? En déduire une relation entre les courants électriques. G A B C D IV/ Association de résistances en série Fixer la tension aux bornes du générateur à 6V. Faire varier la valeur de R1 de 10 à 70 et donner les valeurs de I dans la deuxième I ligne du tableau ci-dessous : Supprimer ensuite la résistance R2 du circuit pour ne garder que la résistance variable R1 Ce deuxième circuit sera équivalent au premier, lorsqu’en faisant varier la valeur de la résistance variable, on aura retrouvé la même intensité. Pour chaque colonne du tableau, trouver la valeur de la résistance variable (que l’on notera R) qui permet de retrouver la même intensité et compléter la troisième ligne. 10 20 A G R1 () - + Réaliser le circuit représenté ci-contre : 30 40 R2 = 30 R1 V 50 60 70 I (mA) R () + La résistance R s’appelle la résistance équivalente à l’association série de R1 et R2. Le montage ci-contre est appelé montage équivalent. - A V D’après vos résultats expérimentaux, quelle relation simple peut-on écrire entre R1, R2 et R ? Vérifier la relation précédente pour quelques valeurs de R1 du tableau en mesurant à l’ohmmètre (en ayant d’abord éteint le générateur) la valeur de la résistance équivalence R. R V V/ Association de résistances en parallèle Réaliser le circuit représenté ci-dessous : + G - A R1 R3 = 100 Fixer la tension aux bornes du générateur à 6V. Faire varier la valeur de R1 de 10 à 70 et compléter la deuxième ligne du tableau ci-dessous. Ensuite supprimer la résistance R2 du circuit pour ne garder que les résistances R1 et R3. R2 = 47 R2 = 470 Ce deuxième circuit sera équivalent au premier, lorsqu’en faisant varier la valeur de la résistance variable, on aura retrouvé la même intensité. Pour chaque colonne du tableau, trouver la valeur de la résistance variable (que l’on notera R) qui permet de retrouver la même intensité et compléter la troisième ligne. R1 () 10 20 30 40 50 60 70 I (mA) R () La résistance R s’appelle la résistance équivalente à l’association parallèle de R1 et R2. Dessiner le montage équivalent au premier. Donner l’expression littérale des conductances G1 et G2 des résistances R1 et R2. Une étude permettrait de montrer que la conductance théorique G théo de la résistance équivalente R vérifie la relation suivante : Gthéo= G1+ G2. Pour quelques valeurs de R1 du tableau, montrer la validité de la relation. Vérifier pour quelques valeurs de R1 du tableau la relation précédente en mesurant à l’ohmmètre la valeur de la résistance équivalence R.
