Caractéristiques intensité tension de quelques dipôles

Caractéristiques intensité-tension de quelques dipôles, en régime continu
Définition.
Lorsqu’un courant électrique traverse un dipôle électrique, il existe une relation entre l’intensité I du
courant qui le traverse et la tension à ses bornes UAB.
La fonction UAB = f(I) ou I = g(UAB) définit la caractéristique intensité-tension du dipôle.
Dans les cas simples de dipôles dits « linéaires », les relations UAB = f(I) portent le nom de lois
d’Ohm.
1. Dipôles récepteurs.
1.1. La convention récepteur.
Le générateur de tension ajustable, permet de faire varier l’intensité du courant dans le circuit, donc
la tension UAB. Rp est une résistance de protection.
1.2. Le conducteur ohmique : dipôle passif linéaire.
La caractéristique intensité-tension est une droite qui passe
par l’origine : la tension est proportionnelle à l’intensité.
La loi d’Ohm pour un conducteur ohmique s’écrit : UAB = R.I
R est la résistance du conducteur ohmique.
 Déterminer, à partir du graphique, la résistance du conducteur ohmique.
 Quelle transformation énergétique se produit dans un conducteur ohmique ? Citer des exemples.
1.3. Dipôles linéaires actifs.
La caractéristique intensité-tension est une droite affine croissante. La loi d’Ohm pour un
récepteur actif linéaire s’écrit :
UAB = E’ + r’.I
E’ est la force contre électromotrice et r’ la résistance interne du récepteur.
A
B
I
R
UAB
A
B
I
D
UAB
Convention récepteur
La flèche de tension et la flèche de
courant sont de sens contraires.
A
Rp
+
Générateu
r
0 – 30 V
A
B
V
I
D
UAB
récepteur étudié
A
B
I
UAB
M
Moteur
B
A
I
UAB
Electrolyseur
anode
cathode

 Linéarisation de la caractéristique : en considérant la partie rectiligne de la courbe, déterminer la
force contre électromotrice et la résistance interne correspondantes.
Préciser le domaine de validité de la loi dans ce cas précis.
 Après avoir laissé circuler quelque temps le courant dans le circuit, on ouvre l’interrupteur.
Observer le voltmètre : noter la valeur de la tension.
Observer les électrodes : noter les transformations à l’anode et à la cathode.
L’électrolyseur étant ôté du circuit, que se passe-t-il si on le relie à une lampe ou à un moteur
électrique ?
 Analyser les conversions énergétiques qui se sont réalisées dans l’électrolyseur au cours de
chacune de ses utilisations (récepteur et générateur).
2. Dipôle générateur.
2.1. La convention générateur.
Le générateur débite un courant électrique dans un circuit de résistance réglable constitué d’un
potentiomètre P protégé par la résistance Rp.
2.2. Générateur linéaire.
La caractéristique intensité-tension est une droite affine décroissante. La loi d’Ohm pour un
générateur linéaire s’écrit :
UPN = E - r.I
E est la force électromotrice et r la résistance interne du générateur.
Lorsque l’intensité du courant électrique débité par le générateur augmente, la tension à ses
bornes diminue, en raison de sa résistance interne.
 Déterminer la force électromotrice et la résistance interne du générateur.
 Analyser les conversions énergétiques qui se sont réalisées dans le générateur en fonctionnement.
.
P
N
I
D
UPN
Convention générateur
La flèche de tension et la flèche de
courant sont de même sens.
Générateur électrochimique
(pile, accumulateur)
+
P
N
I
P
N
I
UPN
G
Générateur
électromécanique
(dynamo)
P
N
I
UPN
A
Rp
P
V
D
générateur étudié

Caractéristiques intensité-tension UAB = f(I)
Conducteur ohmique
Pile saline 4,5 V
Electrolyseur plomb-acide sulfurique-plomb