Caractéristiques de dipôles

TD : Caractéristiques d’un dipôle électrique et bilan de puissance.
Un électrolyseur et un conducteur ohmique de résistance R=47Ω sont branchés en série et soumis à une tension
UPN d’un générateur de tension continue réglable.
On note UBC et UCD les tensions positives aux bornes respectivement de l’électrolyseur et du conducteur
ohmique. Ces deux dipôles sont parcourus par le même courant d’intensité I.
La caractéristique de chacun de ces dipôles est le graphique qui donne l’évolution de la tension à leurs bornes
en fonction de l’intensité I qui les traversent. En faisant varier la tension aux bornes du générateur, on fait varier
l’intensité du courant I. La mesure de UBD et UCD en fonction de ce courant I permet alors de tracer les 2
caractéristiques. Les résultats de mesure ont permis d’obtenir les 2 graphes en annexe
a) Dessiner le circuit électrique correspond au montage de l’étude (symbole de l’électrolyseur : )
b) Flécher les tensions positives aux bornes de l’électrolyseur et du conducteur ohmique. En déduire la
position des points B, C et D dans le circuit..
c) Donner l’équation de la courbe obtenue pour la caractéristique de la résistance. Quelle loi retrouve-t-on ?
d) La caractéristique de l’électrolyseur peut-être modélisée par une droite sur une partie seulement de la
courbe obtenue. Quel est ce domaine (donner les conditions sur UBC) ? Déterminer l’équation de cette
droite. Cette caractéristique peux s’exprimer sous la forme UBC=E’+r.I. Donner les valeurs numériques de
E’ et r.
e) Pour la résistance R, exprimer littéralement la puissance PR reçue en fonction de R et l’intensité du courant
I. Calculer cette puissance pour une intensité égale à I=100 mA
f) Calculer l’énergie absorbée par la résistance en 5 min. Que devient cette énergie absorbée ?
g) De la même façon, exprimer la puissance P’ reçue par l’électrolyseur en fonction de E’, r et I. Calculer P’
pour I=100 mA.
h) Exprimer littéralement l’énergie absorbée pendant une durée t par l’électrolyseur. Donner un sens au
différent terme de l’expression littérale. Calculer la valeur des différentes énergies et puissances
rencontrées pour t=5 min.
i) La puissance reçue par la résistance et l’électrolyseur est fournie par le générateur. Calculer la valeur P de
cette puissance.
j) A partir de cette puissance, déterminer la tension UPN aux bornes du générateur pour une intensité I=100
mA. Vérifier votre valeur à l’aide de la loi d’additivité des tensions.
Pour vous tester :
http://ww3.ac-poitiers.fr/sc_phys/tournier/1S/Trous/electrol/electrol.htm

UCD= f(I)
I
UCD
Abscisse : 1 division  20 mA
Ordonnée : 1 division  1 V
UBC= f(I)
I
UBC
Abscisse : 1 division  20 mA
Ordonnée : 1 division  0,50 V