DS2.

1ère GEN 2007-2008
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DS sur le chapitre 3 : jeudi 18 octobre 2007.
Les quatre exercices sont totalement indépendants et peuvent être traités dans un ordre quelconque.
Il sera tenu compte de la présentation, de l'écriture et de l'orthographe dans la notation.
1°) - exercice n° 1 : 3 pts
On considère les deux dipôles D1 et D2 du schéma ci-dessous, avec les deux appareils de mesure.
COM
I
DIPÔLE D1
DIPÔLE D2
V
COM
1. En s’aidant des bornes COM des différents appareils, mettez les flèches, sur le schéma, de la tension U
et du courant I que mesurent le voltmètre et l’ampèremètre.
2. Quelle est la convention utilisée pour le dipôle D1 ?
3. Même question pour le dipôle D2.
4. La valeur de U étant de U = 10 V et la valeur de I de I = - 0,5 A, indiquer la nature du dipôle D1
(récepteur ou générateur ). Justifier votre réponse.
5. Même question pour le dipôle D2.
2°) - exercice n° 2 : 5 pts
On considère le schéma ci-dessous où la résistance R est alimentée par un générateur.
I
GENERATEUR
U
R
1) rappeler la formule donnant la puissance dissipée P dans la résistance R en fonction de U et de I.
2) rappeler la loi d'Ohm aux bornes de R.
3) donner la formule reliant P à R et à I. (une justification est demandée).
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4) on
4-1.
4-2.
4-3.
4-4.
sait que P = 1 W et que U = 10 V.
que vaut I ?
que vaut R ?
que vaut l'énergie E dissipée dans R pendant t = 1 h (E est à mettre en Joule) ?
Que vaut cette même énergie en kW.h ?
3°) - exercice n° 3 : 7 pts.
Une alimentation réelle est constituée d'une alimentation parfaite E = 10 V et d'une résistance R = 50 
comme indiqué sur le schéma ci-dessous :
I
A
R = 50 
E = 10 V
source de tension
parfaite
U
B
alimentation réelle
A la sortie de cette alimentation réelle, on place une résistance R1 comme l'indique le schéma ci-dessous :
I
A
R = 50 
E = 10 V
source de tension
parfaite
U
R1
B
La résistance R1 est telle que sa puissance maximale dissipée vaut P = 0,5 W
1) écrire la loi des mailles dans le circuit et en déduire l'expression du courant I en fonction de E, R et R1.
2) exprimer la tension U en fonction de R1 et de I.
3) calculer la valeur du courant I, de la tension U et de la puissance P avec R1 = 100 .
Vérifier que la résistance de 100  est satisfaisante ( on rappelle : puissance maximale dans R1 = 0,5 W)
4) on conserve dorénavant la valeur de R1 = 100 .
4-1. calculer la puissance émise par la source parfaite de tension E : on appellera cette puissance Pe
4-2. calculer la puissance perdue dans la résistance R : on appellera cette puissance PR.
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4-3.
4-4.
4-5.
calculer la puissance reçue par la résistance R1 : on appellera cette puissance PR1.
donner une relation entre Pe, PR et PR1.
remplir le dessin ci-dessous avec les valeurs numériques .
puissance émise
puissance reçue
par E : Pe =
par R1 : P R1 =
puissance perdue
dans R : PR =
4-6.
4-7.
en déduire l'expression du rendement  et calculer sa valeur numérique.
sous quelle forme est transformée la puissance reçue par R1 ?
4°) - exercice n° 4 : 5 pts.
On considère la chaîne de production d'énergie simplifiée suivante :
SOLEIL
cellules
solaires
batteries
moteur
électrique
1°) indiquer sous les trois flèches en pointillé la forme que prend l'énergie.
2°) on considère le moteur électrique seul. Sur sa plaque signalétique, on peut lire :
puissance électrique : Pe = 100 W.
rendement :  = 0,95
a) calculer la puissance présente à la sortie du moteur.
b) sous quelle forme le moteur électrique perd-il de l'énergie ?
c) calculer la puissance perdue par le moteur électrique.
d) le rendement de l'ensemble (cellules solaires + batteries) est de 0,6. Calculer la puissance solaire
nécessaire pour avoir une puissance à la sortie du moteur électrique de P = 80 W.
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