Electricité BEP - Convergence
1.1.2 Propriété de la tension dans un circuit où les dipoles passifs sont en série ...
le générateur avec la tension des dipôles passif en parallèle (ou dérivation) :.
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Intensité Tension et Resistance
1 Courant continu
Les téléphones portables, les baladeurs, les voitures et en général tous les composants électroniques fonctionnent en courant continu.
1.1 La Tension électrique
1.1.1 Mesure de la tension
A quelle grandeur physique géométrique peut-on comparer la tension électrique :
Quelle est lunité de la tension électrique et son symbole :
Avec quel appareil mesuret-on une tension et comment le place-t-on dans le circuit ?
Exercice 1 :
Soit le circuit suivant :
EMBED ACD.ChemSketch.20
1° Indiquer sur le schéma à quoi correspondent chaque symbole.
2° Placer un appareil de mesure de la tension pour mesurer la tension dalimentation
Exercice 2 :
Rayer les schémas de montage où le voltmètre est mal placé
EMBED ACD.ChemSketch.20 EMBED ACD.ChemSketch.20 EMBED ACD.ChemSketch.20 EMBED ACD.ChemSketch.20
Les voltmètres que lon utilise sont en réalité des multimètres constitués des quatre bornes ci-dessous :
Quelles sont les bornes utilisées pour brancher le multimètre en voltmètre :
1.1.2 Propriété de la tension dans un circuit où les dipoles passifs sont en série ou en dérivation :
Que désigne le terme « dipôle » :
Que désigne le terme « passif » :
Dans le circuit ci-contre quel sont les dipôles
Passif :
Actif :
Quelle est la lettre généralement utilisée pour désigner une tension :
Indiquer la relation liant la tension fournie par le générateur avec la tension des dipôles passif en série :
EMBED Equation.3
Indiquer la relation liant la tension fournie par le générateur avec la tension des dipôles passif en parallèle (ou dérivation) :
EMBED Equation.3
Exercice 3 :
Soit les circuits suivants :
EMBED ACD.ChemSketch.20 EMBED ACD.ChemSketch.20 EMBED ACD.ChemSketch.20
Indiquer sur le schéma les valeurs des tensions manquantes.
1.2 Lintensité électrique
1.2.1 Mesure
A quelle grandeur physique peut-on comparer lintensité électrique :
Quelle est lunité de lintensité électrique et son symbole :
Avec quel appareil mesuret-on une intensité et comment le place-t-on dans le circuit ?
Exercice 4 :
Soit le circuit suivant :
EMBED ACD.ChemSketch.20
Placer un appareil de mesure de lintensité pour mesurer lintensité dans la lampe L1.
Exercice 5 :
Rayer les schémas de montage où lamperemètre est mal placé
EMBED ACD.ChemSketch.20 EMBED ACD.ChemSketch.20 EMBED ACD.ChemSketch.20 EMBED ACD.ChemSketch.20
Les amperemètres que lon utilise sont en réalité des multimètres constitués des quatre bornes ci-dessous :
Quelles sont les bornes utilisées pour brancher le multimètre en amperemètre :
Quest-ce qui différencie les deux bornes 50mA et 10A ?:
1.2.2 Propriété de lintensité dans un circuit où les dipoles passifs sont en série ou en parallèle :
Quelle est la lettre généralement utilisée pour désigner une intensité :
Indiquer la relation liant lintensité fournie par le générateur avec lintensité des dipôles passif en série :
EMBED Equation.3
Indiquer la relation liant lintensité fournie par le générateur avec lintensité des dipôles passif en parallèle (ou dérivation) :
EMBED Equation.3
Comment nomme-t-on le point dun circuit où plus de deux fils sont connectés :
Enoncer la loi qui sappliquent en ces points :
Exercice 6 :
Soit les circuits suivants :
EMBED ACD.ChemSketch.20 EMBED ACD.ChemSketch.20
Indiquer sur les schémas les valeurs des intensités dans chaque lampe.
2 Courant alternatif sinusoïdal
2.1 Période et fréquence
Les transformateurs, les moteurs et tous les appareils électroportatifs nécessitent un courant alternatif sinusoïdal pour fonctionner.
Les multimètres que lon utilise généralement ont la possibilité de mesurer la tension et lintensité dun courant alternatif sinusoïdal mais quelle est finalement la grandeur que lon mesure puisque la valeur change tout le temps !!!!
Une sinusoïde est un signal périodique qui se repète indefiniment avec la même période.
Quest-ce quun période ?
Quappelle-t-on la fréquence ?
Quelle relation lie la période et la fréquence ?
EMBED Equation.3
Mais comme lindique lécran de loscilloscope ci-dessous la période nest pas la seule caractéristique permettant de décrire un courant sinusoïdal :
Sachant que loscilloscope donne une représentation de la tension en fonction du temps. Quelles sont les grandeurs qui ne sont pas les mêmes dans la figure ci-dessus.
2.2 Valeur maximale et valeur efficace
Dans le repère ci-dessous représentez un tension sinusoïdale de période 20ms et de tension maximale 4V.
EMBED ACD.ChemSketch.20 Exercice 7 :
Dans les deux photos doscilloscope suivantes le calibre de la base de temps est de 0,5µs par division et le calibre de la tension est de 200mV/div.
1° Indiquer la période.
2° Indiquer la tension maximale.
3° En déduire la fréquence.
Quelle est la grandeur lue sur un oscilloscope ?:
Quelle est la grandeur lue sur un voltmètre ?:
Que représente cette grandeur lue sur le voltmètre ?
Quelle relation lie la grandeur lue sur loscilloscope et la grandeur lue sur un voltmètre ?:
EMBED Equation.3
Quelle est la grandeur lue sur un ampèremètre ?:
De la même façon quelle relation lie lintensité maximale avec lintensité efficace ?:
EMBED Equation.3
3 Un dipôle passif de base : le resistor.
3.1 Loi Tension Intensité
Parce quil fait partie de tous les composants électroniques des plus simples aux plus compliqués mais aussi parce que la grandeur physique qui lui est associée est essentielle.
En effet, cette grandeur, la resistance électrique se retrouve dans tous les appareils électriques.
Quelle est lunité de la resistance électrique et son symbole :
Avec quel appareil mesuret-on une resistance électrique et comment le place-t-on dans le circuit ?
Quelle est la lettre généralement utilisée pour désigner une resistance :
Quelle relation simple permet de lier tension intensité et resistance dans un conducteur ohmique ?:
Comment sappelle cette relation ?:
Citer des appareils purements resistifs où lon peut appliquer cette relation :
Citer quelques appareils qui ne sont pas purement resistif et où lon ne peut pas appliquer cette relation :
3.2 Loi de Joule
En courant continu :
la puissance consommée par un resistor verifie la relation :
EMBED Equation.3
En courant alternatif :
Si lon se place en courant alternatif, les mesures de tension et dintensité obtenues au multimètres sont des valeurs et celles que lon mesure à loscilloscope sont des valeurs .
Un resistor consommera la même puissance en alternatif et en continu si :
Valeurs = Valeurs continues
Lexpression de la puissance consommée en alternatif par un resistor est donc :
où U et I désignent les valeurs .
En courant continu ou en courant alternatif :
Sachant que les resistors vérifient la loi dOhm vue précédement :
EMBED Equation.3
en déduire la loi de Joule liant la puissance consommée avec lintensité I parcourant le resistor de resistance R :
EMBED Equation.3
Cette puissance consommée est intégralement dissipée sous forme de .
Exercice 8 :
1°) Calculer la tension aux bornes d un radiateur électrique de resistance R=10© et parcourue par un courant d intensité I=12A.
2°) Calculer la puissance consommée.
Feuille d exercices
Exercice 9
Un séchoir de 1200W est branché sur le secteur (230Volts).
1°) Quelle est l intensité efficace parcourant le séchoir ?
2°) Quelle est la resistance de ce séchoir ?
Exercice 10
Un four de 3600W alimenté par du courant alimenté est parcouru par une intensité maximale de 22,1 A.
1°) Quelle est lintensité efficace parcourant les fils dalimentation ?
2°) Quelle est la resistance de ce four ?
3°) Ce four est-il alimenté par le secteur ou par une batterie de 24V?
Exercice 11
Des lampes à incandescence de 40W,60W,100W et 500W servent à éclairer une habitation . Labonnement au distributeur permet une utilisation maximale de 32A.
1°) Rappeller la tension du secteur.
2°) Quelle puissance maximale peut-on utiliser en dispositif déclairage ?
3°) (Systèmes déquations) En fonctionnement maximal cette habitation peut donc allumer ses 33 lampes. Sachant quil y a autant de lampes de 40W et 60W et que le nombre total de lampes de 40W et 500W est égal au nombre de lampe de 60W. Indiquer le nombre de chacun des types de lampes utilisées.
4°) Soucieux daméliorer lenvironnement (et sa facture), lusager décide de remplacer ses lampes par leur équivalent à économie dénergie. Les lampes quils substituent consomment désormais :
40W > 9W
60W > 11W
100W >20W
500W >100W
Calculer la puissance consommée.
Exercice 12
Un alpiniste perdu en montagne souhaite utiliser la batterie (3,6V) de son portable sur un resistor prélevé sur son portable.
1°) Comment varie lintensité du courant dans le resistor si on diminue la valeur de la resistance.
2°) Il souhaite lintensité la plus élevée. Quelle valeur de la resistance choisira-t-il parmi les resistors prélevés sur son portable : 47k© ; 4,70© et 4700©. En déduire l intensité parcourant cette resistance.
3°) Calculer la puissance dissipée par cette resistance.
Les resistors de son portable ne supportent pas une puissance de plus de 0,2W et prennent feu en cas de dépassement.
4°) L alpiniste va-t-il pouvoir faire bruler sa carte et faire chauffer son cassoulet.
3.3 Associations de resistors
Association en série :
Lorsque lon met des dipôles en série les sajoutent alors que les sont identiques.
EMBED ACD.ChemSketch.20
Mais la loi dohm est toujours valable pour cette association de resistors en série
En déduire la resistance équivalente de ces resistances R1,R2,R3,R4,R5.
En déduire la loi dassociation de resistances en série
EMBED Equation.3
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lÈa$gdõZöAssociations en parrallèle :
Lorsque lon met des dipôles en parallèle les sajoutent alors que les sont identiques.
EMBED ACD.ChemSketch.20
Mais la loi dohm est toujours valable pour cette association de resistors en dérivation.
En déduire la resistance équivalente de ces resistances R1,R2,R3,R4,R5.
En déduire la loi dassociation de resistances en parallèle.
EMBED Equation.3
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