LYCEE RUE TAIEB ELMHIRI MENZEL TEMIME COURS-4 : DIPOLE GENERATEUR SCIENCES PHYSIQUES : CLASSES : 2 SCIENCES T-BACCARI

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LYCEE RUE TAIEB ELMHIRI MENZEL TEMIME

COURS-4 : DIPOLE GENERATEUR

SCIENCES PHYSIQUES : CLASSES : 2 SCIENCES T-BACCARI

Page 1 sur 3 A. CARACTERISTIQUE INTENSITE-TENSION D’UN GENERATEUR

I. ACTIVITE-A

1) Première activité : caractéristique d’un générateur idéal (cas d’une alimentation stabilisée) a) Réaliser le circuit de la figure ci-contre ; où le générateur est une alimentation stabilisée.

b) Mesurer la tension aux bornes du générateur dans les cas suivants :

 Laisser les deux interrupteurs et ouverts ;

 Laisser ouvert et fermer ;

 Fermer les deux interrupteurs et et augmenter l’intensité I du courant mais tout en veillant à ce que I < I .

c) Consigner les points de fonctionnement (I, U) dans le tableau ci-dessous :

I(mA) 0 I

U (V)

d) Tracer sur un papier millimétré, la caractéristique intensité-tension du générateur = ( ).

Décrire la courbe obtenue.

Sln :

2) Deuxième activité : caractéristique d’une pile

On réalise le circuit électrique de la figure ci-contre, comportant: une pile, un rhéostat, un ampèremètre, un voltmètre et un bouton poussoir.

Pour différentes positions du curseur du rhéostat, on appuie sur le bouton poussoir et relève les valeurs de la tension U et de l’intensité I du courant. Les mesures sont regroupées dans le tableau suivant :

a) Qu’elle est l’utilité du bouton poussoir ?

b) Tracer sur le même papier millimétré, la caractéristique intensité tension de la pile.

c) Montrer que lorsque l’intensité du courant débité par la pile est inférieure à une valeur maximale I que l’on précisera, la pile peut être considérée comme dipôle linéaire.

d) Déterminer l’équation de sa caractéristique dans le domaine d’intensité [0, I ] e) La loi d’Ohm d’un générateur peut s’écrire sous la forme : U = E − r I ; Où E et r sont

respectivement la force électromotrice (fem) et la résistance interne du générateur.

Déterminer les valeurs de E et r de la pile et de l’intensité I du courant du court circuit.

3) Exprimer en fonction de E, r et I, le bilan de puissance mis en jeu dans un générateur. En déduire l’expression du rendement du générateur en fonction de E, r et I.

Réponse : 2) a) Le bouton poussoir permet de fermer le circuit pendant la durée de lecture et ne permet pas à la pile débiter du courant entre deux mesures ; ainsi la pile ne se déchargera pas trop durant les mesures.

I(mA) 0 50 100 150 200 250 300 350 U (V) 4,52 4,45 4,39 4,32 4,26 4,15 3,41 1,27

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Page 2 sur 3 II. RESULTAT-A

 La caractéristique d’un générateur de tension idéale est droite parallèle à l’axe des intensités du courant ; le générateur délivre un échelon de tension E qui reste constante quelle que soit l’intensité qu’il débite.

 La caractéristique d’un générateur réel présente une partie linaire où le générateur peut être considéré comme dipôle linéaire.

 Dans la partie linéaire, la de tension aux bornes égale à sa fem E diminuée de la chute de tension ohmique r I dans sa résistance : U = E − r I.

 Un générateur réel (E, r) est équivalent à un générateur idéal (E) en série avec un résistor de résistance égale à r.

 L’intensité I du courant de court circuit est le rapport de E à la résistance interne r : I = .

 Le rendement d’un générateur qui débite dans un circuit extérieur est le rapport de la puissance utile par la puissance consommée : ρ=

ç × 100 = ^× × 100 = 1 − ^× × 100

B. ASSOCIATION DES GENERATEURS I. ACTIVITE 2 :

1) Déterminer les grandeurs caractéristiques du générateur (G) équivalent à l’association série de deux générateurs (G1) et (G2) de grandeurs caractéristiques (E1, r1) et (E2, r2).

2) Déterminer les grandeurs caractéristiques du générateur (G) équivalent à l’association en parallèle de deux générateurs (G1) et (G2) de grandeurs caractéristiques (E0, r1) et (E0, r2).

3) Déterminer les grandeurs caractéristiques du générateur (G) équivalent à l’association en opposition de deux générateurs (G1) et (G2) de

grandeurs caractéristiques (E1, r1) et (E2, r2).

II. RESULTAT-B

 Le dipôle équivalent à l’association de n générateurs réels est un générateur unique de fem = + + ⋯ + et de résistance interne = + + ⋯ + .

 Le dipôle équivalent à l’association de n générateurs réels de même fem E est un générateur unique de fem = et de résistance interne tel que = + + ⋯ + .

 Entre deux générateurs montés en opposition, celui qui possède la fem la plus petite se comporte comme un récepteur actif de fcem égale à sa fem E.

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Page 3 sur 3 III. EVALUATION-B

Exercice .1 : Manuel officiel : pages 94-95

Exercice. 2 : L’@droit : pages130-135.