Dipôle récepteur actif &
Dipôle générateur
Exercice N°1
La caractéristique Intensité-Tension d’un dipôle générateur passe par les deux points : A (40 mA ; 4,45 v)
et B (100 mA ; 4.3 v).
1. Faire le schéma du montage permettant de tracer cette caractéristique.
2. Tracer la caractéristique Intensité-tension de ce dipôle génerateur. préciser l’échelle.
3. Déterminer la force électromotrice et la résistance interne du dipôle générateur.
4.a) En déduire la valeur de l’intensité du court-circuit graphiquement.
b) Comparer cette valeur à la valeur théorique à calculer.
5. Ecrire la loi d’Ohm relative à ce générateur.
Exercice N°2
On considère le circuit électrique représenté ci-dessous(fig 1), où D est un dipôle électrique inconnu et G est un
générateur de fem E = 22 V.
Lorsque le générateur fourni un courant électrique d’intensité I = 0,5 A, le voltmètre indique U = 20 V.
1. L’interrupteur K étant ouvert, quelles sont les indications de
l’ampèremètre et du voltmètre ?
2. L’interrupteur K est maintenant fermé.
a) Rappeler la loi d’Ohm relative à un résistor.
b) Déterminer la résistance équivalente Réq de la branche AB
du circuit, sachant que la tension aux bornes du dipôle D
est UD = 12 V.
c) Déduire la valeur de la résistance R2 sachant que R1 = 20Ω.
3. Déterminer les intensités des courants I1 et I2 traversant
respectivement R1 et R2.
4. Déterminer la puissance électrique reçue par la branche AB.
5. La puissance dissipée par effet joule dans le dipôle D est PJ = 6 W.
a)duire, en le justifiant, la nature du dipôle D.
b) Déterminer la grandeur caractéristique du dipôle D.
c) Déterminer l’énergie électrique consommée par le dipôle D pendant 0,5 heure.
Exercice N°3
Un circuit électrique comprend en série :
Un générateur G de f.é.m E = 20V et de résistance interne r = 3 Ω ;
Un moteur M de f.c.é.m. E’ = 5 V et de résistance interne r’ = 2 Ω ;
Un interrupteur.
1- Faire le schéma du circuit électrique.
2- En appliquant la loi de Pouillet, calculer l’intensité du courant qui traverse le circuit.
3- On appliquant la loi d’Ohm, calculer la tension aux bornes de chacun des dipôles.
4- Le moteur ne supporte pas un courant d’intensité supérieur à 2A.
a- Que risque-t-il de se produire si on réalise l’association précédente ? Justifier.
b- Comment peut-on faire pour protéger le moteur ?
5- On ajoute au circuit précédent, en série avec le générateur et le moteur, un résistor de résistance R = 5Ω.
Le moteur fonctionne pendant 3 minutes.
a- Calculer la nouvelle intensité du courant qui circule dans le circuit.
b- Calculer l’énergie électrique fournie par le générateur au circuit.
c- Calculer l’énergie électrique Wr reçue par le moteur.
Sous quelles formes d’énergie Wr est-elle transformée ? Calculer la valeur de chacune de ces énergies.
En déduire le rendement du moteur.
d- Calculer l’énergie électrique reçue par le résistor.
En quelle forme d’énergie le résistor transforme-t-il l’énergie électrique qu’il reçoit ?
6- Le générateur G est l’association de 3 générateurs G0 identiques chacun de fem E0 et
de résistance r0.
a- Quel est l’intérêt de l’association des générateurs en série ?
b- Déterminer E0 et r0.
Exercice N°4
On trace les caractéristiques intensité-tension d’un générateur G(E, r) et d’un résistor de résistance R.
1- a- Identifier les caractéristiques (1) et (2) celle correspond au résistor.
b- Déterminer la résistance R du résistor.
2- D’après la caractéristique du générateur, déterminer
graphiquement E et r.
3- On relie le résistor R au générateur G.
a- En appliquant la loi de Pouillet, calculer l’intensité
du courant dans le circuit.
b- En déduire la tension U aux bornes de chacun des deux
dipôles.
c- Comparer les valeurs de I et U avec les coordonnées du
point d’intersection des courbes.
d- Qu’appelle t-on ce point d’intersection des deux courbes ?
Exercice N°5
On considère le montage électrique représenté ci-contre où :
G est un générateur de f.é.m. E et de résistance interne r,
E est un électrolyseur de f.c.é.m. E’ = 2,5 V et de résistance
interne r’ = 5 Ω, M est un moteur de f.c.é.m. E’’ et de
résistance interne r’’ = 1 Ω, R est un résistor et K est un interrupteur.
I. La tension à vide du générateur est égale à 12 V.
Déterminer les indications du voltmètre et de l’ampèremètre lorsque
l’interrupteur K est ouvert.
II. On ferme l’interrupteur K, l’ampèremètre indique le passage d’un courant électrique
d’intensité I = 0,8 A, alors que le voltmètre indique la tension U = 10,5 V.
1) Rappeler les lois d’Ohm relatives à :
-un dipôle actif :
-un récepteur actif :
-un récepteur passif :
2) Déterminer la résistance interne r du générateur
3) Calculer la tension aux bornes de l’électrolyseur UE
4) Déduire les valeurs des tensions UM et UR respectivement aux bornes du moteur et du résistor.
5) Tracer sur la même figure les caractéristiques des trois dipôles
6) La puissance dissipée par effet joule par le résistor est Pj = 1,6 w.
a) Déterminer l’intensité du courant IR traversant le résistor, ainsi que sa résistance R.
b) En déduire l’intensité du courant IM traversant le moteur.
c) Calculer la f.c.é.m. E’’ du moteur.
d) Déterminer le rendement
𝝆𝟏
du moteur
7) a-On bloque le moteur, est-ce que l’indication de l’ampèremètre change ou non ?
Si oui trouver la nouvelle indication.
b-Calculer la nouvelle valeur du rendement
𝝆𝟐
.Conclure
Exercice N°6
Un circuit électrique est constitué d’un générateur G de f.é.m. E et de résistance interne r
I- Expérience1 : On branche aux bornes du générateur un résistor de résistance R1 = 4 Ω.
Un ampèremètre placé en série dans le circuit indique I1 = 2 A.
II- Expérience2 : On branche aux bornes du générateur un résistor de résistance R2 = 1 Ω.
L’ampèremètre indique I2 = 4 A.
1- Ecrire la loi d’Ohm aux bornes de chaque dipôle.
2- Déterminer les grandeurs caractéristiques (E ; r) du générateur.
3- Le générateur G précédent de f.e.m E et de résistance interne r est placé dans un circuit formé par un
ampèremètre en série avec un rhéostat de résistance variable.
Une étude expérimentale a permis de tracer la caractéristique
intensité-tension du générateur. (Voir figure ci contre) :
a- Représenter le schéma du circuit en indiquant les
branchements de l’ampèremètre et du voltmètre dans le circuit.
b- A partir du graphe, retrouver les valeurs des grandeurs
caractéristiques du générateur.
c- Déterminer graphiquement et par le calcul la valeur de l’intensité
du courant électrique de court-circuit Icc.
4- On branche en parallèle avec le générateur G un électrolyseur ( E’ = 8 V ; r’ = 2 Ω).
a- En appliquant la loi de Pouillet, déterminer l’intensité du courant électrique qui circule dans le circuit.
b- Déduire les coordonnées du point de fonctionnement P. Conclure quant à l’adaptation des deux dipôles.
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AOUADI KAMEL
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