I – Tracé des caractéristiques intensité-tension

TP2 : ETUDE D’UN GENERATEUR ET D’UN RECEPTEUR
1) Réaliser le montage suivant et le faire vérifier par le professeur
Objectifs :
- Tracer les caractéristiques intensité-tension d’un générateur et d’un récepteur.
Faire l’étude énergétique.
- Retrouver le point de fonctionnement du circuit (générateur – récepteur)
I – TRACE DES CARACTERISTIQUES INTENSITE-TENSION
La caractéristique intensité-tension d'un dipôle est la relation qui lie la tension à ses bornes
et l'intensité du courant qui le traverse : U = f(I)
1- Etude d'un générateur : la pile daniell
A
COM
A
Montage :
Générateur
de courant
A
G
Le générateur est de tension continue 0- 15V
On place dans l'électrolyseur une solution d'acide
sulfurique de concentration 0,1mol/L
V
Les ampèremètre et voltmètre sont adaptés à l'interface
EXAO. Calibres à utiliser en mode continu.
Ampèremètre : 250 mA et Voltmètre : 25 V
2) Tracer la caractéristique intensité-tension à l'aide de Généris : voir annexe
3) Relever l'équation de cette caractéristique intensité-tension.
4) La caractéristique intensité-tension d'un électrolyseur est de la forme : U = E' + r’I
r' résistance interne de l'électrolyseur en ohm ()
E' force contre électromotrice (fcem) en V : tension minimum à appliquer aux bornes de
l'électrolyseur pour observer une réaction chimique.
5) Retrouver, à l'aide de l'équation trouvée à la question 5-, les valeurs de la fcem E' et de la
résistance interne r' de cet électrolyseur.
II – LE POINT DE FONCTIONNEMENT
1) Représenter sur le schéma précédent la pile et indiquer le sens du courant. Placer un
Voltmètre permettant de mesurer la tension aux bornes de la pile ; préciser les bornes du
Voltmètre.
2) Réaliser le montage en utilisant les ampèremètre et voltmètre adaptés à une étude EXAO
de la pile. Faire vérifier par le professeur. Calibres à utiliser en mode continu :
Ampèremètre : 250 mA et Voltmètre : 25 V
3) Tracer la caractéristique intensité-tension à l'aide de Généris (voir annexe ).
4) Relever l'équation de cette caractéristique intensité-tension.
5) La caractéristique intensité-tension d'une pile est de la forme U = E - r.I
r = résistance interne de la pile en ohm ()
E = force électromotrice (fem) en V (tension aux bornes du générateur quand il n'est
traversé par aucun courant)
6) Retrouver, à l'aide de l'équation trouvée à la question 5, les valeurs de la force
électromotrice E et de la résistance interne r de cette pile.
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2- Etude d'un récepteur : l'électrolyseur
Un électrolyseur est constitué de deux électrodes trempant dans une solution conductrice du
courant (ici solution d'acide sulfurique). On branche les électrodes de l'électrolyseur aux
bornes d'un générateur. On observe une réaction chimique aux bornes des électrodes à
condition que la tension du générateur dépasse une certaine valeur.
On réalise le circuit suivant : la pile Daniell en série avec l'électrolyseur.
1) Mesurer l’intensité I du courant dans ce circuit et la tension U aux bornes de
l’électrolyseur.
Le point de coordonnées (I ; U) s’appelle le point de fonctionnement.
2) On peut retrouver les coordonnées de ce point grâces aux caractéristiques tracées
précédemment :
- Copier la caractéristique de la pile et la coller sur le graphe de la caractéristique de
l’électrolyseur.
- Grâce à l’outil « pointeur », relever les coordonnées du point de fonctionnement
(point d’intersection des deux caractéristiques)
II – TRANSFERT DE PUISANCE DANS LE CIRCUIT
1- Puissance délivrée par le eénérateur
1) Donner l'expression de la puissance du générateur.
2) Calculer cette puissance pour I =
mA : repérer les coordonnées (I, U) sur le
graphe à l'aide du pointeur
2- Puissance reçue par le récepteur
Même questions pour l’électrolyseur. Conclure.