I) Un peu de théorie

LES DIPÔLES ACTIFS LINÉAIRES OU ÉLECTROMOTEURS
I) Un peu de théorie
1.Définition
Un dipôle actif est un élément de circuit qui maintient entre ses deux bornes une tension
lorsqu’il n’est parcouru par aucun courant.
Remarques : - un dipôle actif est polarisé
- la tension est dans un sens déterminé :
• la borne positive est représentée par un trait long et fin
• la borne négative est représentée par un trait court et épais
Eth
- Eth est une constante positive caractéristique du dipôle actif : on l’appelle
Force électromotrice (en abrégé f.é.m.).
Exemples : piles , accumulateurs , MCC...
2.Fonctionnement en récepteur / générateur
Un électromoteur peut fonctionner en récepteur ou en générateur : il est dit réversible. Dans
les deux cas, son modèle équivalent est le même. Cet électromoteur est entièrement caractérisé par :
• sa f.é.m. Eth
• sa résistance interne Rth
Pour retrouver l’expression de la tension entre les bornes de cet électromoteur, il faut :
•
Adopter une convention de mesure, c.a.d. :
 une flèche tension
 une flèche courant
• Flécher la f.é.m. puis la chute de tension aux bornes de la résistance
en adoptant la convention récepteur.
• Appliquer « la loi d’Ohm générale » .
U
exemple 1 :
On a alors la relation :
U = Eth + Rth.I
I
Rth I
Eth
C’est le modèle équivalent de Thévenin de l’électromoteur. (M.E.T.)
Eth et I sont de sens opposé, l’électromoteur fonctionne donc en récepteur.
La caractéristique U(I) de l’électromoteur est la suivante :
U
La pente de cette caractéristique est
égale à la résistance interne de
l’électromoteur ( Rth )
Eth
I
exemple 2 :
U
On a alors la relation :
U = Eth – Rth.I
I
Rth I
Eth
C’est le modèle équivalent de Thévenin de l’électromoteur. (M.E.T.)
E et I sont de même sens, l’électromoteur fonctionne donc en générateur.
La caractéristique U(I) de l’électromoteur est la suivante :
U
Eth
La pente de cette caractéristique est
égale à la résistance interne de
l’électromoteur ( Rth )
I
3. Les générateurs particuliers
a. Générateur de tension parfait
Un générateur de tension parfait maintient entre ses bornes la même tension U = E
quel que soit le courant qu’il débite.
U
Eth
I
I
U = Eth
b. Générateur de courant parfait
Un générateur de courant parfait injecte un courant constant dans le dipôle qu’on lui
connecte, quelle que soit la tension qui en résulte. On a I = I0 .
U
I = Icc
Icc
I
U
II) DÉTERMINATION EXPÉRIMENTALE DES CARACTÉRISTIQUES D’UN ELÉCTROMOTEUR
1. Mesure de la tension à vide
Pour mesurer la tension à vide, il suffit de brancher un voltmètre directement aux
bornes du dipôle étudié :
A
U
V
U A B= Ut h
B
2. Mesure du courant de court-circuit
Pour mesurer le courant de court-circuit, il suffit de brancher un ampèremètre
directement aux bornes du dipôle étudié :
A
A
B
I = Ic c
3. Détermination de la résistance interne
Pour déterminer la résistance interne du dipôle AB, il y a deux méthodes :
1ère méthode : utilisation de Uth et Icc
on calcule Rth par la formule
Rth =
U th
Ic c
2ème méthode : mesure par la méthode de la demi-tension
A
R
B
U
V
On fait varier la résistance R,
U
quand on obtient U = th la valeur
2
de R est égale à celle de Rth.