Physique Appliquée

Lycée Jaufré Rudel
Classe de 1
ère
STI
Devoir n°2: le 18.11.94
Exercice n°1: Modèle équivalent Thévenin d'un montage potentiométrique
Soit le montage suivant constitué d'un générateur de tension de fém E = 15 V et de deux
résistances R
1
= 300 Ω et R
2
= 150 Ω (fig.1):
R1
R2
A
B
E
U
A
B
U
Eo
Ro
fig.1
fig.2
1.1. Déterminer les éléments E
0
et R
0
du générateur de Thévenin équivalent (fig.2) à ce
montage.
1.2. Tracer la caractéristique U = f(I) du dipôle AB en prenant E
0
= 7 V, R
0
= 70 Ω.
1.3. La caractéristique U = g(I) de la varistance suit la loi: U=10 2 $I
Tracer sur le même graphique la caractéristique U = g(I) de la varistance.
1.4. On réalise un circuit en plaçant entre A et B une varistance ou VDR (fig.3). Déterminer
graphiquement les coordonnées du point de fonctionnement P c'est à dire l'intensité du
courant I dans le circuit et la tension U aux bornes de la VDR.
Première STI Devoir n°21
Physique Appliquée

A
B
U
Eo
Ro
fig.3
u
VDR
I
I
1.5. Déterminer U et I par le calcul.
Exercice n°2: Puissance, rendement et résistance thermique
Soit le montage fig.4 pour lequel on donne E = 12 V; U
2
= 6 V; I
2
= 0,5 A; R
1
= 10 Ω.
Dz
R1
Charge
I2
I3
I1
U2
E
fig.4
2.1. Calculer I
1
et I
3
.
2.2. Calculer:
2.2.1. la puissance utile P
u
absorbée par la charge;
2.2.2. les puissances dissipées dans la résistance R
1
et la diode Zener D
z
;
2.2.3. la puissance fournie par le générateur P
G
;
2.2.4. le rendement du montage.
2.3. La résistance thermique entre la diode Zener et l'air ambiant est R
TH
= 40 °C.W
-1
.
Calculer la température atteinte par la jonction PN de la diode Zener si la température
ambiante est de 25 °C.
Exercice n° 3:
Les caractéristiques de sortie U
S
= f(I
S
) d'une porte logique à l'état haut en sortie sont donné
fig.5:
&
Ue Us"0" "1"
Is
Première STI Devoir n°22

3.1. Expliquer pourquoi une porte logique peut être considérée comme un générateur lorsque
la sortie est à l'état haut.
3.2. Déterminer les éléments E
0
et R
0
des modèles équivalents de Thévenin pour les parties
linéaires des caractéristiques.
0 0,01 0,02 0,03 0,04
0
1
2
3
4
5
6
Is(A)
Us(V)
TTL
Première STI Devoir n°23

0 0,01 0,02 0,03 0,04
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Is(A)
Us(V)
CMOS
Première STI Devoir n°24