Dipôles passifs : Cours de physique appliquée 1ère GET

Cours 2 1ère GET
M. Dedieu ; Lycée J.Perrin (95) 1
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Chapitre 2 : Dipôles passifs
I
⁄ Qu’est ce qu’un dipôle passif
1. définition
2. linéarité
II ⁄ loi d’Ohm pour un résistor linéaire
1. caractéristique : tension-courant
2. loi d’Ohm
3. conductance
4. résistances internes des appareils de mesure
5. Montages longue et courte dérivation
III ⁄ Etude du résistor : dipôle passif linéaire
1. mesure d’une résistance
2. puissance dissipée
3. résistivité
4. conductivité
5. résistor non linéaire
IV ⁄ associations de résistances
1. en série
2. en parallèle
3. exercices d’application
V ⁄ Diviseur de tension
VI ⁄ Diviseur de courant

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I ⁄ Qu’est ce qu’un dipôle passif
1. Définition
• Un dipôle passif ne peut pas fournir d’énergie.
• La caractéristique courant-tension (ou tension-courant) d’un dipôle passif passe par
l’origine des axes.
• Exemple :
• La puissance reçue par le dipôle est toujours positive avec la convention récepteur.
Convention récepteur : c’est comme un porte monnaie.
• Un dipôle passif est un dipôle récepteur.
Toute l’énergie électrique reçue est transformée en chaleur : c’est l’effet Joule.
I
U
Diode Zéner
I
U
Résistance
0,2
0,1
I (mA)
U (V)
0
6 4 2
U (V)
I (A)
5
10
1
2

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2. Linéarité
Quelle est la différence entre ces deux dessins ?
• Pour un résistor linéaire, la caractéristique tension/courant est une droite.
II ⁄ loi d’Ohm pour un résistor linéaire
1. Caractéristique tension-courant VOIR TP 2
• Pour relever la caractéristique U(I) on utilise un ampèremètre et un voltmètre.
On obtient la droite précédente.
2. Loi d’Ohm
• Pour un résistor linéaire, l’intensité du courant est proportionnel à la tension.
• En convention récepteur, l’équation de la droite est :
U = R.I U en V
I en A
R en Ohm (Ω)
R est la résistance du résistor.
I
U
R
I
UAB
R A
B
R
UAB
V
I
E
A
+
+
_
_
A
B

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Dans la pratique on dit résistance pour résistor.
3. Conductance
On a : I = U / R ie I = G.U avec G = 1 / R
G est la conductance du résistor en Siemens (S).
4. Résistances internes des appareils de mesure
• Un ampèremètre a une résistance interne très faible, pour ne pas fausser le montage :
On a UAmp = RAmp×I (loi d’Ohm)
Donc il faut RAmp très faible pour que UAmp soit négligeable.
• Un voltmètre a une résistance interne très grande :
On a IVolt = U / RVolt
Donc il faut RVolt très grande pour que IVolt soit négligeable.
I
UR
R
A
+
_
UAmp
V
R
+
_
U
I
IR IVolt

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5. Montage longue et courte dérivation
Montage courte dérivation :
Umesuré est le bon ( Umesuré =UR )
Mais Imesuré = Ivolt + IR
Donc il faut IR >> Ivolt
⇔ U / R >> U / Rvolt
⇔ 1 / R >> 1 / Rvolt
⇔ R << Rvolt
Montage courte dérivation :
Imesuré est le bon ( Imesuré =IR )
Mais Umesuré = Uamp + UR
Donc il faut UR >> Uamp
⇔ R.IR >> Ramp.I
⇔ R >> Ramp
V
R
+
_
UR
IR
IVolt
Umesuré
A
_
+
Imesuré
Montage aval ou courte dérivation
A utiliser avec faible résistance
V
R
+
_
UR
IR
Umesuré
A
+
_
Uamp
Imesuré
Montage amont ou longue dérivation
A utiliser avec grande résistance