Physique II : 1S Circuits électriques en courant continu
Exercices d’application
Exercice 1 :
Le moteur d’une perceuse visseuse-dévisseuse sans fil est alimenté par une batterie d’accumulateurs sous une
tension de 14,4 V. La puissance maximale du transfert d’énergie de la batterie au moteur est égale à 21,6 W.
Le rendement du moteur atteint 75 %.
1. Calculer la puissance utilisable par le moteur de cet outil.
2. On utilise cette perceuse en visseuse pour insérer une vis dans une plaque en bois.
L’opération nécessite 4,0 s, et l’intensité moyenne du courant parcourant son moteur est I = 1,5 A.
Complète le schéma énergétique visualisant les transferts d’énergie entre le moteur et son environnement lors
de cette opération, en calculant chacun d’entre eux.
Exercice 2 :
Lors d’une séance de TP, un groupe d’élèves de Lycée étudie une pile plate de 4,5 V afin de déterminer
expérimentalement sa f.e.m E et sa résistance interne r.
Ils réalisent le montage ci-dessous :
L’intensité du courant est contrôlée par un rhéostat (0-100 ; 2A max).
Une résistance de protection Rp (12 ; 2W) est présente dans le circuit. Ils disposent en outre de deux
multimètres.
1. Reproduire le schéma en faisant apparaître le sens du courant et la tension aux bornes des différents dipôles.
Schématiser les multimètres permettant de mesurer l’intensité du courant débitée par la pile et la tension aux
bornes de celle-ci.
2. Quel est le rôle de la résistance de protection Rp.
3. Les résultats obtenus sont regroupés dans le tableau suivant :
a) Tracer la caractéristique UPN = f(I) de la pile plate.
b) En expliquant votre méthode, en déduire la f.e.m E et la résistance interne r de la pile.
4. Le groupe d’élèves introduisent la pile étudiée précédemment dans une lampe de poche dont l’ampoule à
incandescence porte sur son culot les indications suivantes : (4,0 V ; 0,4 W).
Lorsque la lampe de poche fonctionne, la pile débite un courant d’intensité I = 100 mA.
a) Donner le nom et la signification des deux indications portés sur le culot de l’ampoule.
b) Pourquoi peut-on considérer que l’ampoule fonctionne dans des conditions convenables ?
c) Calculer la valeur de la résistance du filament de l’ampoule.
d) Faire un schéma énergétique visualisant les transferts d’énergie entre la pile et son environnement et
calculer la puissance de chacun d’entre eux.
e) Faire un schéma énergétique visualisant les transferts d’énergie entre l’ampoule et son environnement et
calculer la puissance de chacun d’entre eux.
On supposera que le rendement de l’ampoule à incandescence est de 5%.
Physique II : 1S 1/2