Exercices de révision

Exercices de révision – Module 2
Exercice 1 Test Rapide :
1. L’espace entre les armatures d’un condensateur est :
□ Conducteur □ Isolant □ Semi-conducteur
2. La valeur de la charge q accumulée par l’armature B est :
□ 10 µC □ – 10 µC □ 0 µC
3. Deux condensateurs C1 = 47μF et C2 = 100μF (initialement
déchargés) sont associés en série et l'ensemble est soumis à une tension. On a
alors à tout instant pour les tensions:
□ ∆V(C1) > ∆V(C2) □ ∆V(C1) < ∆V(C2) □ ∆V(C1) = ∆V(C2)
4. Un condensateur est soumis à une ∆V = 10 V, et sa charge est de q = 10-5 C, Sa
capacité est :
□ 100 kF □ 100 µF □ 1 µF
5. 30 mAs sont nécessaires pour effectuer une mammographie. Si le courant débité
par les rayons X sont de 100 mA, combien de temps dure l’examen ?
□ 300s □ 30 s □ 0,3 s
6. Quelle intensité de courant une pile de 6 V peut-elle fournir pour alimenter une
résistance de 20 Ω ?
□ 120 A □ 30 A □ 0,3 A
7. Le courant qui circule dans une résistance de 50 Ω est de 2 A. Quelle est sa
différence de potentiel et sa puissance ?
□ 100 V et 200 W □ 100 V et 100 W □ 50 V et 200 W
Exercice 2 Petits calculs
1. Quel est le condensateur équivalent à ce système :
2. Un condensateur de 4700 µF a été chargé avec un
courant constant de 0,5 mA pendant 1 minute.
Quelle est la différence de potentiel à ses bornes ?
3. Un courant constant de 2,50 A circule pendant une durée de 4 minutes. Combien
d’électrons ont circulé ?
4. Calculer la résistance équivalente :

5. Calculer la résistance équivalente :
6. Déterminer R1 et U2.
Exercice 3 Condensateur
Un condensateur plan de capacité de 1pF a deux armatures de surface S qui sont séparées
par un diélectrique d’épaisseur 0,1 mm et de constante diélectrique égale à 5.
1. Calculer la surface des armatures.
2. Déterminer la différence de potentiel appliquée en sachant que la densité de
charge est de 5,31μC/m².
3. En déduire la grandeur du champ électrique entre les armatures.
4. Quelle serait la valeur du champ électrique sans le diélectrique ?
5. Quelle charge supplémentaire a permis d’ajouter le diélectrique ?
Exercice 4 Résistance
Quelle est la résistance d’un câble de cuivre de longueur 1 m et de diamètre 1,8 mm ?
Quel doit être le diamètre d’un câble, de même longueur et de même résistance, en
aluminium ?
Exercice 5 Résistance
Une batterie alimente deux résistances en parallèle : R1 = 8 Ω et R2 = 32 Ω. Le courant
qui circule dans ce circuit est de 10 A.
Si on utilise la même batterie sur un circuit en série qui utilise les mêmes résistances,
quel sera le courant circulant dans ce deuxième circuit?
Exercice 6 Lampe Halogène
1. Une lampe halogène de résistance 2,4 Ω est alimentée par un générateur
fournissant une différence de potentiel constante de 12 V.
a. Faire le schéma électrique du montage.
b. Où faut-il placer un voltmètre numérique pour vérifier la différence de
potentiel aux bornes du générateur ?
c. Quel courant parcourt cette lampe ? Ce courant est-il le même avant et après la
lampe ? Comment peut-on le vérifier ?
d. Quelle est la puissance de cette lampe ?

La résistance de la lampe varie en fonction de sa température. Au moment où on
l’allume, sa résistance est de 0,24 Ω.
e. Reprendre les questions précédentes 3 et 4 et en déduire pourquoi les lampes
grillent-elles le plus souvent au moment on les allume.
2. On associe deux lampes halogènes de 2,4  en série, qui sont alimentées par une
f.é.m. de 12 V.
a. Quel courant parcourt ses deux lampes ?
b. Quelle est la puissance électrique de chaque lampe ?
3. On associe deux lampes halogènes de 2,4  en parallèle, qui sont alimentées par
une f.é.m. de 12 V.
a. Quel courant parcourt ses deux lampes ?
b. Quelle est la puissance électrique de chaque lampe ?
c. Quel est l’avantage de monter des lampe en parallèle comme dans une
guirlande de Noël ?
Exercice 7 Circuit RC
L'énergie libérée en un temps très bref par l'éclair d'un flash est au préalable stockée dans
un condensateur de grande capacité, chargé par quatre piles en série équivalentes à un
générateur de f.e.m. 6 V. Elles contiennent une énergie totale de 18 kJ, lorsqu’elles sont
neuves.
On admettra que pour un fonctionnement optimal, la moitié de cette énergie est
transférable au condensateur. Au-delà, les piles doivent être changées.
L'autonomie indique le nombre d'éclairs possibles avant de changer de piles.
La durée de l’éclair peut être limitée par un circuit électronique, ce qui explique les
fourchettes de données.
Les indications en gras correspondent à des éclairs d'intensité lumineuse et de durées
maximales, résultant de la décharge complète du condensateur (ce qui correspond à 5τ).
On met 5τ à recharger.
1. Calculer la valeur de l’énergie libérée par un éclair d’intensité maximale, et en
déduire la capacité du condensateur.
2. Déterminer la valeur de la constante de temps.
3. En déduire la valeur de la résistance branchée en série avec le condensateur.
4. En gardant la capacité constante, quelle est la quantité de charge qui est fourni par
le condensateur lors d’un flash pour une intensité maximale et pour une intensité
minimale ?
Exercice 8 Loi de Kirchhoff
Déterminer le courant qui circule dans chacune des résistances.

Réponses
Exercice 1
1. isolant 2. -10μC 3. ΔV(C1) > ΔV(C2) 4. 1μF
5. 0,3s 6. 0,3 A 7. 100V et 200W
Exercice 2
1. 20 μF 2. 6,38 V 3. 3,74.1021 électrons
4. Req = 3000  5. Req = 2,5  6. R1 = 400  et ΔV(R2) = 20 V
Exercice 3
1. 2,26 mm² 2. 12V 3. 1,20.105 V/m 4. 6,00.105 V/m
5. 9,6 pC
Exercice 4
R = 6,68 m d = 2,31 mm
Exercice 5
I = 1,6 A
Exercice 6
1. a. En parallèle par rapport à la lampe.
b. I = 5A. Il est le même avant est après. On peut placer un ampèremètre en série avant
et après la lampe pour vérifier.
c. P = 60 W
d. I = 50 A et P = 600 W.
2. 2,5 A et 15 W
3. 5 A et 60 W, les lampes continuent de fonctionner même si l’une d’elles est grillée.
Exercice 7
1. 90 J et 5F 2. 2,2 s 3. 0,44  4. Q(max) = 30C et Q(min) = 5,07 C
Exercice 8
Le courant qui circule dans R1 est nul.
Le courant qui circule dans R2 est 3,33 A (il est dans le sens ).
Le courant qui circule dans R3 est 2,5 A (il est dans le sens ).
La f.é.m. fournit un courant de 5,83 A.