Distribution de l`énergie dans un circuit électrique

Physique, Chapitre 8
PREMIERE S
T.P. :
DISTRIBUTION DE L'ENERGIE DANS UN CIRCUIT ELECTRIQUE
Avant de manipuler, écoutez avec attention les précautions à prendre et les règles de sécurité rappelées
par le professeur.
Objectifs

Etudier la distribution de l'énergie dans un circuit électrique

Vérifier la loi d'additivité des tensions.

Vérifier la loi des nœuds.

Vérifier la loi d'ohm pour un conducteur ohmique.
I - LOI D'ADDITIVITE DES TENSIONS
1°) Manipulation




Réaliser le montage ci-contre avec R1=100, R2=220 et R3=470.
Appliquer une tension UPN d'environ 1V aux bornes du circuit, puis
mesurer l'intensité I du courant dans celui-ci ainsi que
les tensions U1, U2 et U3 aux bornes des résistances R1, R2 et R3.
Renouveler les mesures précédentes en faisant varier la tension aux
bornes du circuit de 2V à 8V par pas de 1V et compléter le tableau
ci-dessous.
Mesurer à l'aide de l'ohmmètre les valeurs des résistances R1, R2 et R3.
UPN
P
ATTENTION : CHOISIR LE CALIBRE DE L’AMPEREMETRE SACHANT QUE Imax = 12mA
UPN (V)
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
I (A)
U1 (V)
U2 (V)
U3 (V)
2°) Exploitation
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)
Reproduire le montage sur votre copie et indiquer le sens du courant ainsi que les tensions
répertoriées dans le tableau ci-dessus.
Donner l'expression de la puissance électrique Pe fournie par le générateur au circuit.
Donner l'expression des puissances électriques P1, P2 et P3 consommées dans les résistances R1, R2 et
R3 en fonction de U1, U2 et I.
En déduire l'expression de la puissance totale PJ consommée par effet Joule dans le circuit.
Saisir les mesures précédentes dans le tableur Excel.
A l'aide du tableur, calculer Pe, P1, P2, P3 et PJ pour chaque point de fonctionnement du circuit.
Tracer les courbes Pe=f(U) et PJ=f(U). Comparer Pe et PJ.
En déduire une relation entre les puissances Pe, P1, P2 et P3.
A partir de la relation précédente, établir la relation existant entre la tension U aux bornes du circuit et
les tensions U1, U2 et U3 aux bornes des résistances R1, R2 et R3. Cette relation est appelée loi
d'additivité des tensions.
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N
3°) Pour aller plus loin
1)
2)
Tracer les droites U1=f(I), U2=f(I) et U3=f(I) et vérifier la loi d'ohm pour un conducteur ohmique.
Modéliser ces droites de façon à vérifier les valeurs des résistances R1, R2 et R3.
II - LOI D’ADDITIVITE DES INTENSITES
1°) Manipulation
 Réaliser le montage ci-contre avec R1=220 et R2=470.
 Appliquer une tension UPN d'environ 1V aux bornes du circuit, puis mesurer l'intensité I du courant
dans celui-ci ainsi que les intensités I1 et I2 des courants traversant les résistances R1, R2.
 Renouveler les mesures précédentes en faisant varier la tension aux bornes du circuit de 2V à 8V par
pas de 1V et compléter le tableau ci-dessous.
ATTENTION : CHOISIR LE CALIBRE DE L’AMPEREMETRE
SACHANT QUE Imax = 60mA
P
U (V)
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
I (A)
I1 (A)
I2 (A)
2°) Exploitation
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)
Reproduire le montage sur votre copie et indiquer le sens des courants répertoriées dans le tableau cidessus.
Donner l'expression de la puissance électrique Pe fournie par le générateur au circuit.
Donner l'expression des puissances électriques P1, P2 consommées dans les résistances R1 et R2.
En déduire l'expression de la puissance totale PJ consommée par effet Joule dans le circuit.
Saisir les mesures précédentes dans le tableur Excell.
A l'aide du tableur, calculer Pe, P1, P2 et PJ pour chaque point de fonctionnement du circuit.
Tracer les courbes Pe=f(U) et PJ=f(U). Comparer Pe et PJ.
En déduire une relation entre les puissances Pe, P1, et P2.
A partir de la relation précédente, établir la relation existant entre l'intensité I du courant traversant
le circuit et les intensités I1 et I2 des courants traversant les résistances R1 et R2. Cette relation est
appelée loi d’additivité des intensités.
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