Exercice 1 Un - PhysiqueWeb2

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LYCEE ZAHROUNI-TUNISSCIENCES PHYSIQUES
2ème science 3
Série
8
Exercice 1
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
U(V)
et de résistance interne r est placé dans
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un circuit formé par un ampèremètre en
série avec un rhéostat de résistance variable.
Une étude expérimentale a permis de tracer
6
la caractéristique intensité-tension du générateur.
(Voir figure ci contre) :
0
3
I(A)
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.
Exercice 2
On dispose en série un générateur G1 (E1 = 12V ; r1 =1 Ω), un résistor R= 5Ω, un moteur de
f. c .é .m E’ et de résistance interne r’ et un ampèremètre de résistance réglable.
1- Rappeler les lois d’ohm relatives a chaque dipôle.
2- L’ampèremètre indique I1= 0A. Que peut – on dire de la f. c. é. m E’ du moteur.
3- On remplace G1 par un autre générateur G2 (E2= 16V ; r2= 1.5Ω). L’ampèremètre indique
I2= 0.6A. Si on enlève le résistor l’ampèremètre indique I 3 = 1.8A.
Déduire les valeurs de E’ et r’.
4- on associe G1et G2 en série avec un moteur ( E’ = 11.5 V ; r’= 1 Ω), un électrolyseur
( E’ = 10V, r’= 2 Ω) et 3 résistors R1= R2 = R3 = 5 Ω
5- les deux générateurs G1 et G2 sont mis en opposition et en série avec un troisième
Générateur G3 ( E3= 20V ; r’= 2 Ω)
a- Déterminer le dipôle équivalent de l’association étudiée
b- Déterminer l’intensité du courant qui circule dans le circuit.
c- Les générateurs G1, G2 et G3 sont reliées directement à un fil métallique de résistance
négligeable (R= 0Ω).
c-1 Calculer l’intensité du court- circuit.
c-2-Montre que la loi d’ohm pour le dipôle étudiée s’écrit sous la forme
I = Icc – g UPN ou g= 1/ r et UPN c’est la tension aux bornes de générateur équivalent
Exercice 3
Ton frère a acheté un jouet qui fonctionne avec 4 piles de f.e.m E = 1,5 V et de résistance interne
r = 0,5 . Sans se rendre compte de l’importance de la notice d’emploi du jouet il l’a jeté. Lorsqu’il a
voulu le faire fonctionner, il a rencontré des problèmes au niveau de la disposition des piles (
Attention il ne faut jamais jeter la notice d’emploi d’un appareil électrique.). En observant
attentivement le jouet, il a trouvé le schéma du circuit suivant ( figure 1 ) :
et l’indication Imax = 250 mA.
G : représente l’association des piles.
Imax la valeur maximale de l’intensité du courant électrique qui peut traverser le circuit.
Enfin il a décidé de tester ses chances :
(2,4 V; 0,5 )
M
G
Fig 1
R=2
I - Dans un premier essai il associé les 4 piles comme l’indique le schéma de la figure 2 :
Déterminer les caractéristiques du générateur équivalent et montrer que le jouet ne fonctionne pas.
Fig 2
II- Lors du deuxième essai il associé les piles selon le schéma de la figure 3.
1- Déterminer les caractéristiques du générateur équivalent.
2- Dire pourquoi le jouet ne fonctionne pas.
Fig 3
III- Il a essayé une troisième fois en associant les piles comme l’indique la figure 4 :
Fig 4
1- Déterminer les caractéristiques du générateur équivalent.
2- En appliquant la loi de Pouillet, calculer l’intensité du courant qui traverse le circuit.
3- Quel risque présente cette association des piles jouet ?
IV Enfin ton frère a demandé ton aide, vu que tu as étudié l’association des générateurs au lycée.
1- Schématiser ta bonne proposition de l’association des piles qui est capable de faire fonctionner le
jouet sans aucun risque.
2- Calculer l’intensité du courant dans ce cas.
3- Calculer la tension aux bornes du moteur.
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