Modèle de Léon Thévenin (1856-1923) - Académie d`Aix

Stage 1°STI Physique Appliquée 2002. Académie d’Aix-Marseille
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Modèle de Léon Thévenin (1856-1923)
I.Etude expérimentale d’ une batterie de voiture 12V, 40hA.
1. Montage :
On dispose de deux multimètres numériques et d’une résistance variable R.
Proposer le montage à réaliser si l’on veut tracer la caractéristique U = (I). On complétera le schéma ci-dessous.
On précisera le réglage des appareils de mesure ainsi que le rôle de chaque élément.
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2.Résultats expérimentaux
La batterie étant parfaitement chargée, on obtient la caractéristique 1.
Déterminer à partir de cette caractéristique les
valeurs E1 et r1 des éléments du modèle de
Thévenin correspondant :
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On reprend la manipulation avec la même batterie déchargée, on obtient la caractéristique 2.
-Comparer cette caractéristique avec la
précédente. Comment a varié la f.e.m ?, la
résistance interne ?
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-Déterminer les valeurs E2 et r2 des éléments du
modèle de Thévenin correspondant :
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On prendra pour la suite :
E1=12,6V et r1=0.02
E2=10,6V et r2=0.03
Caractéristique1
Caractéristique 2
+
-
Batterie
U
I
E
r
D
D
batterie

Stage 1°STI Physique Appliquée 2002. Académie d’Aix-Marseille
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II.Application
1.La batterie parfaitement chargée est utilisée dans une voiture.
On suppose que l’alternateur de celle-ci est défaillant si bien que la charge de la batterie ne se fait pas.
Lors du démarrage du moteur, le démarreur appelle un courant de 130A pendant 2s.
a)Etude du démarrage.
-Représenter le modèle de Thévenin de la batterie. -Déterminer la valeur de la tension aux bornes de la batterie au
démarrage.
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b)Durée de vie.
On utilise la batterie uniquement pour démarrer le moteur (pas d’essuie-glace, d’éclairage, de sonorisation et vidéo etc.)
-Quelle est la quantité d’électricité (en Coulomb) fournie pour chaque démarrage ?
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-Combien de démarrages peut-on espérer réaliser ?
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2.La batterie est déchargée (caractéristique 2)
Afin de dépanner le véhicule, on branche une batterie parfaitement chargée en
parallèle (caractéristique 1)
a)Etude à vide :
-Représenter le circuit équivalent aux deux batteries branchées en parallèle
-Déterminer l’intensité du courant qui circule dans le circuit.
Que se passe-t-il ?
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b)Etude en charge :
Lorsque l’on actionne le démarreur (I=130A), la batterie parfaitement chargée fournit un courant de 118A.
-Représenter le circuit électrique équivalent .
-Quelle est la tension aux bornes de chaque batterie
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-Déterminer la puissance fournie par chacune des deux batteries.
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3.Errare humanum est….
La batterie 2 étant déchargée, le technicien commet une erreur lors du branchement de la batterie1 et la connecte à
l’envers….
-Représenter le circuit équivalent au câblage réalisé. (à vide)
-Déterminer l’intensité du courant qui circule dans les batteries.
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-La résistance de chacun des câbles de liaison est de 2,2m. Calculer
la puissance dissipée par effet Joule. Que risque-t-il de se passer ?
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+
-
Batterie 2
+
-
Batterie 1