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 12 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. www.physiqueweb2.c4.fr