6. Caractéristique d`un générateur électrochimique.

TP Physique
Troisième
6. Caractéristique d’un générateur électrochimique.
Objectifs :
Acquérir une connaissance :
- Connaître la caractéristique d’un générateur idéal.
- Connaître la caractéristique d’un générateur électrochimique.
Acquérir un savoir-faire :
- Utiliser Excel.
I Caractéristique Intensité-Tension d’une alimentation stabilisée de laboratoire.
Une alimentation stabilisée de laboratoire constitue un générateur idéal de tension. Cela signifie que la tension à ses bornes
est constante quel que soit l'intensité qu'elle débite.
Tracer l’allure de la caractéristique Intensité-tension d’une alimentation stabilisée de laboratoire (la tension de l’alimentation
sera notée E).
Noter son symbole.
II Caractéristique Intensité-Tension d’une pile de tension nominale 9 V.
1°) Montage :
Matériel utilisé : Une pile de 9 V, une résistance variable (rhéostat), un interrupteur-poussoir et deux multimètres.
Schématiser puis réaliser le circuit permettant de mesurer la tension aux bornes d’un générateur électrochimique lorsque
l’intensité du courant débité varie.
2°) Mesures
* Ouvrir le fichier pile.xls présent dans c:\3ème3.
* Faire varier la position du curseur du rhéostat.
* Remplir au fur et à mesure les colonnes UPN et I du tableau présent sous Excel. La première mesure sera effectuée avec
l’interrupteur ouvert.
3°) Exploitation
a°) Tracé du graphe.
Sélectionner par cliquer-glisser les deux colonnes du tableau précédent.
Cliquer alors sur l’icône de l’assistant graphique présent dans la barre d’icônes d’Excel.
Suivre alors les différentes étapes de l’assistant graphique (voir fiche annexe).
Après avoir créé le graphique, le dimensionner à la taille voulue et le placer sur la feuille.
b°) Caractéristique U = f(I) de la pile.
* Sélectionner (clic gauche) le graphe U = f(I) tracé. Clic droit sur un des points du graphe. Choisir alors ajouter une courbe
de tendance. Choisir le type de courbe modélisant le mieux le tracé obtenu et dans l’onglet option, cocher afficher l'équation
sur le graphique afin d’obtenir l’équation de cette caractéristique.
* Imprimer. (La conclusion sera complétée plus tard à la main.
c°) Fonctionnement de la pile.
1°)
Quelle est la tension à vide de la pile (c'est à dire sa tension lorsqu'elle n'est pas dans un circuit) ?
On la notera E : force électromotrice de la pile (ou fém).
2°)
a) La caractéristique U = f(I) est du type y = ax +b (fonction affine). Montrer que la valeur du coefficient a
s’exprime en ohms. On notera r ce coefficient a (r est appelée résistance interne de la pile). En déduire
l’expression de la loi d'ohm pour la pile étudiée ainsi que son expression littérale pour un générateur
électrochimique. Reporter ces résultats dans le cartouche de conclusion.
b) Proposer une association de conducteurs se comportant comme cette pile (c’est à dire ayant la même
caractéristique).
c) En déduire un schéma équivalent pour cette pile.
3°)
Si on met la pile en court-circuit, la tension entre ses bornes s’annule. Quelle sera alors l’intensité passant dans le
circuit? On notera cette intensité Icc (intensité de court-circuit).
4°)
Une pile est-elle un dipôle passif ou actif ? Linéaire ?