Dynamique des circuits électriques |
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QCM N° 19
Dynamique des
circuits électriques.
Pour chaque
question, indiquer la (ou les) bonne(s) réponse(s). |
|||||
|
Énoncé |
A |
B |
C |
R |
1 |
Si un courant
d’intensité
I
= 80 mA circule pendant
la durée Δt
= 30 s, la charge
Q
qui transite vaut : |
2,4 C |
2400 C |
2,7 × 10–3
C |
A |
2 |
Une charge
Q = 6,0 × 10–4 C
circule grâce
à un courant
d’intensité
I = 2,0 μA en une
durée Δt
de : |
0,30 s |
5,0 min |
3,3 ms |
B |
3 |
Une charge
électrique de
3,0 μC circule
en 2,0 min
grâce à un
courant d’intensité : |
1,5 × 10–6
A |
2,5 × 10–8
A |
0,025 μA |
BC |
4 |
On considère
le circuit suivant,
dans lequel la
tension Ug aux
bornes du
générateur est égale
à 9,0 V. La
loi des mailles
permet
d’affirmer que : |
I1
= I2 |
I
= I1 + I2 |
U1
= U2 |
C |
5 |
On considère
le circuit suivant,
dans lequel la
tension Ug aux
bornes du
générateur est égale
à 9,0 V. Si
I = 80 mA et
I1
= 0,050 A, alors I2 vaut : |
79,95 mA |
0,030 A |
30 mA |
BC |
6 |
On considère
le circuit suivant,
dans lequel la
tension Ug aux
bornes du
générateur est égale
à 9,0 V. Si
U1 = 5,0 V , alors
la tension aux
bornes du
conducteur
ohmique vaut : |
4,0 V |
14
|
–5 V |
A |
7 |
On considère
le circuit suivant,
dans lequel la
tension Ug aux
bornes du
générateur est égale
à 9,0 V. Si
R1 = 100 Ω et
I1
= 80 mA, alors la tension
U1
vaut : |
8,0 V |
8,0 mV |
8,0 kV |
A |
8 |
On considère le circuit
suivant,
dans lequel la
tension Ug aux
bornes du
générateur est égale
à 9,0 V. Si
I2 = 500 μA et
U2
= 100 mV, alors
la résistance
R2 vaut : |
5,00 × 10–3
Ω |
0,200 Ω |
200 Ω |
C |
9 |
On considère
une source
de tension
continue modélisée
par une f.é.m
E = 12 V en série
avec une
résistance interne r = 1,5 Ω. Elle délivre un courant d’intensité I. La tension aux bornes de la source de
tension
s’écrit : |
E
+ r . I |
E
– r . I |
r
. I – E |
B |
10 |
On considère
une source
de tension
continue modélisée
par une f.é.m
E = 12 V en série
avec une
résistance interne r = 1,5 Ω. Elle délivre un courant d’intensité I. Si l’intensité du courant délivré par le générateur vaut I = 2,5 A, alors la tension à ses bornes
vaut : |
8,25 V |
15,75 V |
12 V |
A |
11 |
On considère
une source
de tension
continue modélisée
par une f.é.m
E = 12 V en série
avec une
résistance interne r = 1,5 Ω. Elle délivre un courant d’intensité I. Si la tension aux bornes du générateur vaut 11,4 V, alors le courant I qu’il délivre a
pour
intensité : |
400 A |
15,6 A |
0,4 A |
C |
12 |
Un autre
générateur de même f.é.m. E = 12,0 V a une tension de 11,5 V à ses bornes lorsqu’il est traversé par une
intensité de
250 mA.
Sa résistance
interne vaut : |
0,002 Ω |
2 Ω |
94 Ω |
B |
13 |
Un générateur idéal de tension continue est
caractérisé
par : |
Une résistance
interne nulle |
Un courant
délivré
d’intensité
indépendante
du circuit
auquel on
le branche |
Une tension
entre ses
bornes
indépendante
du courant
qu’il délivre |
AC |
QCM réalisé avec le logiciel Questy
Pour s’auto-évaluer
Chap N° 16 Les lois de
l’électricité.
Chap N° 13 L'énergie des systèmes électriques
Intensité du courant électrique : (1)
►
En régime permanent
indépendant du temps :
-
L’intensité
d’un courant électrique est le rapport de la quantité d’électricité
Q
ayant traversée une section
s du circuit par la durée
Δt.
-
C‘est un débit de charges
électriques.
-
On écrit :
|
I
intensité en ampère A |
Q =
n .
e charge électrique en coulomb C
|
|
Δt
durée en seconde s |
-
Plus le débit de charges
électriques est élevé et plus l’intensité du courant est intense.
-
L’intensité du courant
électrique se mesure à l’aide d’un ampèremètre placé en série dans la branche de
circuit.
-
L’intensité,
notée I
s’exprime en ampère de symbole A.
-
Q
= I
. Δt
-
Q
= 80 × 10–3 × 30
-
Q
≈ 2,4 C
La charge électrique, intensité électrique et durée :
(2)
-
Relation :
-
-
Valeur de la durée :
-
Charge électrique et intensité : (3)
-
Relation :
-
-
Valeur de l’intensité :
-
Loi des mailles (additivité des tensions) : (4)
-
Circuit :
-
Un circuit électrique peut
être constitué d’une ou plusieurs mailles.
-
Une maille est un parcours
fermé sur un circuit électrique à laquelle on associe un sens de parcours (voir
le schéma ci-dessus).
-
Loi des mailles : Dans une
maille orientée, la somme des tensions fléchées dans un sens est égale à la
somme des tensions fléchées dans l’autre sens.
-
Dans le circuit
ci-dessus comportant une maille, on a représenté les tensions
UAB,
UBC, UCD,
UDE et UAE.
-
Avec le sens de parcours de
la maille choisit,
-
La loi des mailles s’écrit :
-
UAB
+ UBC
+ UCD
+ UDE
= UAE
-
Autres propriétés :
-
Schéma :
-
Propriété 1 : La tension aux
bornes d’un ensemble de dipôles branchés en série est égale à la somme des
tensions aux bornes de chacun d’eux.
-
On écrit :
UAC
= UAB + UBC
-
Dipôles en dérivation :
-
Unicité
de la tension.
-
Propriété 2 :
-
La tension est la même aux
bornes de plusieurs dipôles montés en dérivation.
-
En conséquence dans le cas
présent :
-
U1
= U2
Lois des intensités : (5)
-
Circuit série.
-
L'intensité est la même en
tous points d'un circuit série.
-
Circuit avec dérivation : loi
des nœuds.
-
Nœud d'un circuit :
-
Un nœud de courant est un
point du circuit où arrivent plus de deux conducteurs.
-
Les nœuds du
circuit : point A et point
B
-
Loi des nœuds
:
-
La somme des intensités des
courants qui arrivent à un nœud est égale à la somme des intensités des courants
qui en partent.
-
∑
Ia
= ∑ Ip
-
La loi des nœuds
appliquée au nœud A
permet d’écrire la relation suivante :
-
I
= I1
+ I2
-
I2
= I – I1
-
I2
= 80
×
10–3 –
0,030 = 0,080 – 0,030
-
I2
≈ 0,030 A
-
I2
≈ 30 mA
Tension aux bornes du conducteur ohmique : (6)
-
Un conducteur ohmique est
caractérisé par sa résistance R qui se mesure avec un ohmmètre.
-
Représentation symbolique :
-
Loi d’Ohm :
-
Schéma du circuit associé à
la loi d’Ohm :
-
Énoncé : La tension
aux bornes d’un conducteur ohmique est proportionnelle à l’intensité du courant
qui le traverse.
-
On écrit :
UAB
= R
. I
-
Remarque : le
segment fléché qui représente la tension
UAB
et la flèche qui donne le sens du courant d’intensité
I
dans le circuit ont des sens opposés.
-
Valeur de la tension aux
bornes du conducteur ohmique :
-
Circuit électrique :
-
Loi des mailles :
-
U1
+ UR
= Ug
ou U2
+ UR
= Ug
-
UR
= Ug
– U1
-
UR
= 9,0 – 5,0
-
UR
≈ 4,0 V
Tension aux bornes d’un conducteur ohmique (suite) : (7)
-
Loi d’ohm pour un conducteur
ohmique :
-
En courant continu et dans un
circuit simple ne comportant qu’un générateur, le sens du courant est défini de
la borne (+)
vers la borne (–)
-
Par commodité, on oriente le
dipôle en utilisant le sens du courant dans le circuit :
-
On peut écrire
la loi d’Ohm en courant continu :
UAB =
UR
= R
. I
-
En courant variable, la loi
d’Ohm est toujours valable,
-
On oriente le circuit, ainsi
on peut écrire la loi d’Ohm :
-
Avec
l’orientation choisie : UAB
=UR
= R .
i
-
Dans le cas présent :
-
Valeur de la
tension U1
-
Loi d’Ohm
-
U1
= R1 .
I1
-
U1
=100 × 80 × 10–3
-
U1
≈ 8,0 V
Tension et résistance R : (8)
-
Valeur de la résistance
R2 :
-
I2
= 500 μA et U2
= 100 mV,
-
Schéma :
-
Loi d’Ohm
-
U2
= R2 .
I2
-
Tension aux bornes d’une pile : (9)
-
Schéma d’une pile :
et schéma
équivalent :
-
Une source de tension
continue (pile) correspond à l’association série d’un générateur de tension
E et d’un
conducteur ohmique de résistance r.
-
Loi d’Ohm aux bornes d’un
source de tension continue :
-
UPN
= E –
r .
I
-
Schéma :
Tension aux bornes de la source de tension : (10)
-
Schéma :
-
UPN
= E –
r .
I
-
UPN
= 12,0 – 1,5 × 2,5
-
UPN
≈ 8,25
V
-
UPN
≈ 8,3 V
Source de tension continue et intensité délivrée : (11)
-
Schéma :
-
Loi d’Ohm aux bornes de la
source de tension continue :
-
UPN
= E –
r .
I
-
Générateur de tension et résistance interne : (12)
-
Schéma :
-
Loi d’Ohm aux bornes de la
source de tension continue :
-
UPN
= E –
r .
I
-
Générateur idéal de tension. (13)
-
Un générateur idéal de
tension maintient entre ses bornes une tension constante
UPN
= E
quelle que soit la valeur de l’intensité courant
I qu’il débite.
-
En réalité, le générateur
idéal de tension n’existe pas.
-
Au-delà d’une limite de
l’intensité du courant Imax
la tension délivrée par le générateur de tension chute brutalement.
Caractéristique tension-intensité :
UPN = f
(I)
-
UPN
= E
pour I ≤
Imax
-
Dans d’une pile :
-
UPN
= E –
r .
I
-
UPN
↓ quand I
↑
-
Caractéristique d’une pile :
-
Schéma :
-
UPN
= E –
r .
I
-
La tension aux bornes de la
pile dépend de l’intensité du courant débité.
-
Cela est dû à la présence de
la résistance interne r.
et schéma équivalent :
|