Interro 2/4/9 corrigé

Interro 2/4/9 corrigé

Exercice 1 :

1. Schéma du circuit :

2. L’énergie électrique reçue par le moteur pendant la durée ∆t est Wer = UAB.I.∆t = 0,686 J.

3. La masse a un mouvement rectiligne uniforme donc, d’après le principe d’inertie, 0

F P 

  

soit F = P = m.g = 1,96 N (avec_P^le poids et_F^la tension du fil).

Le travail effectué par la force_F^sur la distance d parcourue pendant la durée ∆t est : W(_F^) = F.d = F.V.∆t = 0,490 J.

L’énergie cédée par le moteur est donc Wm = W(^_F) = 0,490 J.

4. L’expression de l’énergie utilisable à la sortie du moteur est Wm = E’.I.∆t. On en déduit donc la force contre électromotrice de ce moteur : E’ = Wm / I.∆t = 1,12 V.

5. L’expression de l’énergie dissipée par effet Joule dans le moteur est :

WJ = r’I²∆t = Wer - Wm. On en déduit alors la résistance interne de ce moteur : r’ = (Wer - Wm) / I²∆t = 1,03 Ω.

6. Le schéma équivalent du moteur est un moteur idéal (sans perte) et une résistance interne associés en série :

La tension à ses bornes est UAB = E’ + r'.I.

Exercice 2 :

1. et 2. Schéma du montage série correspondant à la lampe de poche :

3. Si l’interrupteur est ouvert, le courant ne peut circuler donc I = 0 A et la tension aux bornes de l’ampoule est nulle ; la tension aux bornes de la pile est sa tension à vide (pour I = 0) c'est- à-dire sa f.e.m. : E = 4,8 V.

4.a. La loi de fonctionnement, ou caractéristique intensité-tension, de la pile est UPN = E – r.I.

4.b. La tension Ua aux bornes de l’ampoule est la même que celle aux bornes de la pile : Ua = UPN = E – r.I.

4.c. Si I = 0,30 A alors Ua = 3,72 V.

Les indications sur le culot de l’ampoule permettent d’affirmer que celle-ci est adaptée à la pile : les tension et intensité délivrées par la pile sont les mêmes que celles que peut accepter l’ampoule.

5.a. L’énergie électrique fournie par la pile à l’ampoule est Weg = UPN.I.Δt = 0,33 kJ.

5.b. La puissance de ce transfert est Peg = Weg/Δt = 1,1 W.

5.c. L’énergie électrique transférée à l’ampoule est convertie en énergie lumineuse pour une part et dissipée par effet Joule pour une autre part.

6.a. Comme UPN = E – r.I, Weg peut s’écrire Weg = E.I.Δt - r.I².Δt où E.I.Δt est l’expression de l’énergie chimique transformée par la pile en énergie électrique : E.I.Δt = 0,43 kJ.

6.b. Et où r.I².Δt est l’expression de l’énergie électrique dissipée par effet Joule par la pile : r.I².Δt = 97 J.

+

_

B A

com

com I

M V

A R

G

com U_PN

+ I

V

E’ r’.I

A I B

U_AB = E’ + r'.I