ÉLECTROCINÉTIQUE

Électrocinétique page 1/2
ÉLECTROCINÉTIQUE
VRAI FAUX
Dans un circuit orienté, l’intensité est toujours positive.
Dans un circuit orienté, l’intensité réelle circule toujours dans le sens positif.
Dans un circuit orienté, l’intensité est toujours opposée à la tension.
On peut dire « intensité qui circule dans le dipôle ».
On peut dire « tension qui circule dans le dipôle ».
On peut dire « intensité aux bornes du dipôle ».
On peut dire « tension aux bornes du dipôle ».
Une association parallèle se définit par l’égalité des intensités de chaque branche.
Une association parallèle se définit par l’égalité des tensions aux bornes de chaque
branche.
I- Dans le montage suivant, la diode a une résistance directe nulle, une résistance
inverse infinie et une tension de coude égale à v
D
si bien que la caractéristiques i
K
(u
K
)
s’analyse logiquement en :
(i
K
= 0 TANT QUE u
K
≤ v
D
) ou (u
K
= 0 TANT QUE i
K
≥ 0)
La source de tension E est fixe.
Tracer v
S
en fonction de e (tension continue que l’on peut faire varier).
II-Pour recharger une batterie, modélisée comme une source de
tension de f.e.m. e = 12 V en série avec une résistance r = 0,2 Ω, on la
branche sur un chargeur de f.e.m. E = 13 V et de résistance interne
R = 0,3 Ω. On lit sur la batterie qu’elle a une capacité de 50 A⋅h (ampères-
heure).
1) Déterminer le courant I circulant dans la batterie et la tension U à
ses bornes lors de la charge.
2) Calculer la puissance délivrée par la source E, la puissance dissipée par effet Joule et la
puissance reçue par la batterie (stockée sous forme chimique). Déterminer le rendement.
3) On suppose qu’au cours de la charge, la tension de la f.e.m. e = 12 V reste constante.
a) À quelle grandeur physique la capacité de 50 A⋅h est-elle homogène ?
b) Initialement, la batterie est déchargé, avec seulement 10% de sa capacité.
Déterminer le temps de charge pour la recharger
complètement.
c) Que vaut l’énergie dissipée par effet
Joule pendant la charge ?
III-Déterminer l’intensité I du courant circulant
dans la branche contenant la source idéale de tension.
Faire l’application numérique avec :
E = 4 V ; I
1
= 1 A, I
2
= 2 A, R
1
= 2Ω et
R
2
= 4Ω.
IV-On maintient entre A et B la d.d.p.
u(t) = U
M
cos(ωt). On suppose que le régime sinusoïdal forcé est établi
et l’on pose v(t) = V
M
– V
N
= V
M
cos(ωt + ϕ).
1) Calculer V
M
et ϕ en fonction de R, C, ω et U
M
.
2) Pour quelle valeur de ω les tensions u(t) et v(t) sont-elles en
quadrature de phase ?
I
1
I
2
R
1
R
2
R
1
R
2
R
2
I
E
R
r
E
e
U
I
R
M
C
A B
N
R
R
1
R
2
e
E
v
S
u
K
i
K

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V-Un générateur idéal de tension de f.e.m. sinusoïdale
(
)
(
)
M
cos
ω π / 4
e t E t= + alimente le dipôle AB ci-contre.
1) Déterminer les intensités i
1
(t) et i
2
(t) sous la forme
(
)
(
)
1 1M 1
cos
ω φ
i t I t= + et
(
)
(
)
2 2M 2
cos
ω φ
i t I t= + .
2) Quelles conditions doivent satisfaire L, C et ω pour que les
déphasages respectifs ψ et ψ’ des courant i
1
et i
2
avec la tension e soient opposés ?
3) Quelles conditions doivent satisfaire L, C et ω pour que le déphasage entre i
1
et i
2
soit
π/2 ?
4) Les deux dernières conditions étant respectées, donner l’expression simplifiée des
intensités i
1
et i
2
en fonction de R.
Formulaire
( )
(
)
(
)
( ) ( )
1 2
1 2
1 2
tan
αtan α
tan α α 1 tan
αtan α
−
− = +.
VI-Les plaques électriques sont destinées à recevoir les casseroles,
poêles… Elles doivent assurer un bon contact thermique
entre la plaque et le fond du récipient à chauffer pour
assurer un bon transfert thermique par conduction.
Les plaques de cuisson comprennent en général
trois résistances en alliage Ni-Cr qui sont noyées dans une
matière isolante et placés dans une plaque en fonte
circulaire.
Le réglage de la puissance se fait par couplage des
trois résistances par un commutateur à 7 positions dont 6
allures de chauffe.
Retrouver la position du commutateur correspondant à chaque circuit ci-dessus. Déterminer
les valeurs des trois résistances.
Position 1 2 3 4 5 6
Puissance (W) 100 165 250 500 750 1000
R
R
L C
L
A B
i
2
i
1
cas a
cas d
cas ccas b
cas ecas f