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O. MEUNIER
Exercice 1 : le TGV Sud-Est 9 pts
a) Il s’agit d’un montage en série donc Rtotal= RAC + RCD + RDB =20.10-3xd + 0 + 32.10-3xd avec d la distance parcourue en Km. D’où Rtotal= (20+32).10-3x10 = 52.10-2
b)
c) On a d’après la loi d’additivité des tensions que UAB=UAC + UCD + UDB d’où UCD = UAB – UAC – UDB = 1500 – 52.10-2 x1200 =876 V
d) On a que Pél= UCD x I = 876x1200=1,05.106 W.
e)
f) Dans ce cas, on a Pm = Pél + Pj-moteur= Pél=1,05.106 W g) On a PJ =Rtotal x I² = 52.10-2 x1200² =7,5.105 W . h) On a ainsi :
% 8 10 5 . 5 , 7 10 . 05 , 1
10 . 05 , 1
5 6
6
(à exprimer en %)
.On conclue que ce rendement n’est pas très élevé et que les caténaires et les voies de chemin de fer ont beaucoup de perte par effet joule.
Exercice 2 : transformation d’énergie électrique en énergie mécanique 5 pts
a) Epp = mgh= 6,0x102 x 9,8 x 2=1,2.104 J
b) 2,6.10 W
45 10 . 2 ,
1 4 2
t Pm Epp
c) Si les pertes sont de l’ordre de 20 %, alors le rendement est de 80 % or
W
10 . 3 , 80 3
, 0
10 . 6 ,
2
2 2
él
mél
m P P
P
P , On a Pél=UxI donc 14 A
24 10 . 3 ,
3 2
U I Pél
d) La loi de fonctionnement de ce générateur est U= E – rI donc E = U + rI = 24 + 180.10-3x14 = 26 V
1ère S Interrogation écrite 6
Correction
Le 27 avril 10
RAC
RDB
M
C A
D B
Moteur
Pél
Pm
Pj-moteur
Exercice 3 : diode électroluminescente 6 pts a)
b) D’après le schéma précédent, on a UM = UD + UR d’où UR = UM – UD = RxI1 mA R
U
I UM D
10
1000 5 , 0 6 , 10
1
c) On a 1,9W
8 , 0
5 , 8 1
,
0
él
uél
u P
P P
P or Pél=UM x I d’où 18 10mA
6 , 10
9 , 1
2 x
U I P
M
él
. On en déduit
par la loi des nœuds que I=I1 + I2 = 10 + 18x10 =1,9.10-1 A
d) On a U= E – rI donc E = U + r I =10, 6 + 6,5x1,9.10-1=12 V (car U=UM –loi des nœuds)
M
E, r
R
I D
I1 I2
