Série d'exercices : Dipôles passifs - 2nd S

Classe: 
Seconde
 

Exercice 1

1) Représenter l'allure de la caractéristique intensité-tension d'un dipôle :
 
a) dipôle symétrique passif.
 
b) dipôle asymétrique passif.
 
c) dipôle actif.
 
2) Comment varie la résistance d'un fil conducteur :
 
a) avec sa section.
 
b) avec sa longueur.
 

Exercice 2

On donne les caractéristiques intensité-tension respectives des dipôles D1, D2  et  D3.

 

 
Compléter le tableau suivant :
 
DipôleD1D2D3Symétrique/AsymétriqueLinéaire/Non linéaireActif/Passif

Exercice 3

On réalise le montage suivant :

 

 
1) L'ampèremètre affiche 7.13mA et le voltmètre indique 3.29V
 
Quelle est la résistance X du conducteur ohmique placé entre A  et  B ?
 
2) On déplace le curseur du rhéostat de sorte que le voltmètre affiche 2.03V
 
Quelle est alors l'indication de l'ampèremètre ?
 
3) On déplace le curseur du rhéostat de sorte que l'ampèremètre indique 5.12mA
 
Quelle est alors l'indication affichée par le voltmètre ?
 

Exercice 4

On a relevé quelques points de fonctionnement d'une lampe à incandescence à filament métallique, normalement utilisé sous une tension de 6V
 
U(V)0.050.10.30.40.60.8234567I(mA)2550100111129148240295345395435475
 
1) Tracer la caractéristique intensité tension de la lampe.
 
2) Déterminer, pour chaque point de fonctionnement la résistance R de la lampe.
 
Représenter graphiquement la relation R=f(U.I)
 
Que peut-on dire de la variation de la résistance R du filament avec la température ?
 
3) Il est possible de linéariser la caractéristique entre les points de fonctionnement (3V, 295mA)  et  (7V, 475mA)
 
Déterminer la relation affine qui décrit approximativement le fonctionnement de la lampe dans ce domaine d'utilisation
 

Exercice 5

On considère la caractéristique intensité tension d'un dipôle
 
1) Représenter un schéma du montage qui nous a permis de tracer cette caractéristique
 
2) Préciser en justifiant la réponse, la nature du dipôle étudié, déterminer sa résistance

 

 
 

Exercice 6

On réalise un circuit électrique simple avec une pile dont la tension entre ses bornes est U=12V et un résistor de résistance R=100Ω qui supporte une intensité maximale de 100mA.
 
1) Ne risque-t-on pas d'endommager R ? Justifier.
 
2) Quelle résistance minimale R faut-il mettre en série avec R dans le circuit pour pouvoir fermer sans dommage l'interrupteur.
 
3) On branche R  et  R en parallèle, R inconnue, et les deux en série avec R minimale aux bornes du générateur.
 
a) Déterminer la valeur de R pour que l'intensité du courant soit égale à 0.12A
 
b) Déterminer l'intensité du courant qui traverse R en déduire celui qui traverse R.
 

Exercice 7

On fournit la caractéristique d'un conducteur ohmique

 

 
1) Expliquer pourquoi l'observation de ce graphe permet d'affirmer que le dipôle AB est un conducteur ohmique.
 
2) Faire le schéma conventionnel du dipôle AB en plaçant les deux points A  et  B, la flèche tension UAB et le courant I.
 
3) Calculer la résistance du conducteur ohmique à partir de sa caractéristique.
 
4)
4.1) Quelle est la tension aux bornes du conducteur ohmique lorsqu'il est traversé par un courant de 15mA ?
 
4.2) Quelle est l'intensité du courant qui traverse le conducteur ohmique lorsqu'il est soumis à une tension de 4V ?
 
5) Le professeur a conseillé à l'élève de ne pas alimenter le dipôle sous une tension supérieure à 10V.
 
Quelle est l'intensité maximale que peut supporter le composant ?
 

Exercice 8


 
Un diviseur de tension est composé de deux conducteurs ohmiques R1  et  R2 montés en série. 
 
Il est alimenté par une tension UAB (tension d'entrée Ue) et la tension UCB (tension de sortie Us) peut être appliquée aux bornes d'un appareil dans lequel elle fera circuler un courant.
 
1) Le diviseur de tension est à vide. Aucun appareil n'est branché entre C  et  B.
 
1.1) Exprimer en fonction de Ue, R1  et  R2 l'intensité I du courant qui circule dans le circuit.
 
1.2) En déduire l'expression de la tension de sortie Us en fonction de Ue, R1  et  R2.
 
1.3) Applications numériques :

Ue=6.0V, R1=2.2kΩ  et  R2=4.7kΩ
 
Calculer les valeurs de I et de Us.
 
2) Le diviseur de tension alimente maintenant un conducteur ohmique dont la résistance R=1.0kΩ (le diviseur de tension est dit en charge).
 
2.1) Représenter le schéma du circuit réalisé.
 
2.2) Déterminer la résistance équivalente Re à l'association des conducteurs ohmiques de résistances R2  et  R.
 
2.3) Déterminer la résistance équivalente Re à l'ensemble du circuit R1, R2  et  R, c'est à dire au dipôle AB.
 
2.4) En déduire les intensités des courants dans les conducteurs de résistances R1, R2  et  R.
 
2.5) Montrer que la tension de sortie est alors Us différente de Us
 

Exercice 9

Soient les deux dipôles résistors R1=10Ω  et  R2=20Ω.
 
1) Dans le premier circuit ci-dessous, l'ampèremètre indique un courant d'intensité I=0.2A

 

 
a) Le circuit est-il en série ou en dérivation ?
 
b) Représenter le branchement des voltmètres permettant la mesure des tensions U1 aux bornes de R1 et U2 aux bornes de R2.
 
c) Rappeler la loi d'Ohm relative à un résistor.
 
d) Calculer les tensions U1  et  U2.
 
e) En déduire, en précisant la loi utilisée, la tension aux bornes du générateur.
 
f) Calculer la résistance équivalente à cette association de R1  et  R2
 
2) On considère que la tension aux bornes du générateur reste constante. On réalise avec les mêmes dipôles le deuxième circuit suivant :

 

 
a) Les résistors dans ce deuxième circuit sont-ils associés en série ou en dérivation ?
 
En déduire Req la résistance équivalente à cette association de R1  et  R2
 
b) Combien de voltmètres faut-il utiliser pour mesurer la tension U1 aux bornes de R1 et U2 aux bornes de R2 ?
 
Préciser la valeur de chacune de ces deux tensions
 
c) Calculer l'intensité du courant I1 traversant R1
 
d) Calculer l'intensité du courant I2 traversant R2
 
e) En déduire l'intensité I du courant mesurée par l'ampèremètre en précisant la loi utilisée.
 
f) Calculer le rapport (UGénérateurI) et le comparer avec la résistance Req
 
3) Comparer les intensités du courant I  et  I. 
 
En déduire une comparaison entre les intensités du courant débité par le même générateur dans un circuit en série et un circuit en dérivation comportant les mêmes dipôles
 

Exercice 10

Un circuit électrique comporte un générateur de tension continue et trois conducteurs ohmiques de résistance R1, R2  et  R3 (voir schéma). On donne R3=220Ω.
 
1) Recopier le schéma ci-dessous, y placer le sens conventionnel du courant électrique
 
L'intensité mesurée dans la branche PN vaut : I=69.5mA

 

 
2) Calculer le nombre d'électrons traversant une section de la branche PN pendant une seconde.
 
3) Représenter les tensions positives aux bornes de chacun des dipôles. Justifier.
 
4) La tension électrique aux bornes du générateur est de 6.20V. Déterminer les intensités I1  et  I2 des courants circulant dans les branches ABC  et  DE. Justifier
 
5) La tension électrique aux bornes du conducteur ohmique de résistance R1 est de 4.13V
 
Déterminer les résistances R1  et  R2 des conducteurs ohmiques de la branche ABC.
 
Données : e=1.61019C
 

Exercice 11

On se propose de déterminer la caractéristique d'un dipôle inconnu D
 
1) Rappeler la définition de la caractéristique d'un dipôle. Quels sont les appareils de mesure nécessaires à sa détermination.
 
2) Représenter le schéma du montage électrique correspondant avec les appareils de mesure 
 
3) Les résultats des mesures sont regroupés dans le tableau suivant
 
U(V)011.523.5578I(mA)02.13.24.27.410.014.917
 
Tracer la représentation graphique U=f(I) sur papier millimétré (1cm pour 0.5V et 1cm pour 1mA).
 
4) Qu'obtient-on comme courbe ? Qu'en déduit-on sur la nature du dipôle D. 
 
Justifier en rappelant la loi appropriée.
 
5) Déterminer la valeur de la grandeur caractérisant le dipôle D
 

Exercice 12

Si une diode Zener est parfois utilisée pour protéger un dispositif des variations de tension, il arrive qu'il faille protéger la diode Zener elle-même. 
 
C'est le but du dispositif de la figure ci-dessous figure 2
 
Caractéristiques de la diode à jonction 
 
D1 : IFM=1A; Us0V; URM=100V.
 
Caractéristiques de la diode Zener
 
D2 : IFM=100mA; Us0V; URZ=8V; IRM=60mA
 
Les deux diodes sont considérées comme idéales. La tension UAC appliquée aux bornes du circuit vaut +12 V, soit 12V
 
1) La tension UAC vaut +12V. Quel est le rôle de D1 ?
 
Calculer la résistance R2 minimale pour que la diode D2 soit protégée. 
 
La diode D1 est-elle alors protégée elle aussi ?
 
2) La tension UAC vaut 12V. Calculer la résistance R1 pour que la diode D2 soit protégée

 
 

Exercice 13

On considère une VDR que l'on a étudié en convention récepteur; les résultats sont regroupés dans le tableau ci-dessous
 
U(en V)I(en A)U(en V)I(en A)U(en V)I(en A)001.40.472.81.120.20.061.60.553.01.230.40.121.80.633.41.160.60.182.00.723.81.710.80.252.20.814.22.031.00.322.40.914.62.471.20.392.61.015.03.51
 
1) Tracer la caractéristique de la VDR.
 
On associe en série cette VDR avec un générateur linéaire de f.é.m E=4.5V et de résistance interne r=3Ω.
 
2) Quelle relation existe-t-il entre l'intensité et la tension pour ce générateur ?
 
Tracer la caractéristique de ce générateur.
 
3) Déterminer graphiquement la valeur de l'intensité circulant dans le circuit ainsi que celles des tensions aux bornes de chacun des deux composants.
 
On associe maintenant le générateur précédent ainsi qu'un conducteur ohmique de résistance R=0.87Ω en parallèle avec la VDR de telle sorte que l'on ait trois branches.
 
4) Déterminer la relation entre l'intensité et la tension pour les deux branches générateur – conducteur R.
 
5) Déterminer la valeur de la tension aux bornes de chacun des trois composants ainsi que celles des intensités du courant circulant dans chacune des trois branches
 

Exercice 14

On considère le circuit suivant comportant les 5 résistors R1; R2; R3; R4  et  R5 :

 

 
R1=R5=25Ω; R2=R3=R4=50Ω
 
1) Déterminer la résistance équivalente du dipôle CD.
 
2) Déduire la résistance totale du dipôle AB.
 
3) Déterminer l'intensité du courant I.
 
4) Déduire les intensités I2  et  I3 passant respectivement par R4  et  (R2+R3).
 

Exercice 15

Soit le montage suivante :

 

 
1) Représenter UAB, UPN, UPA, UCA, UBN  et  UCB.
 
2) Que vaut UBN ?
 
3) Représenter le sens des courants.
 
4) Calculer UPA.
 
5) Calculer I.
 
6) Calculer I2.
 
7) Calculer R2.
 
8) Calculer R1.
 
9) Calculer UCB.
 
10) Calculer I3.
 
11) Calculer I4.
 
12) Calculer R5.
 
13) Calculer Req la résistance équivalente aux 5 résistances en 4 étapes rédigées.
 
Données : UPN=12V, UAB=8V, UAC=6V, R3=200Ω, R4=200Ω, I1=15mA
 

Exercice 16

Une diode Zener utilisée en inverse est par les mesures suivantes :
U(V)02.05.05.25.55.65.75.85.825.865.90I(mA)001.02.05.010203060100150
 
Cette diode, toujours utilisée en inverse, est branchée avec un générateur de f.é.m E=6V, d'une résistance interne r=1.8Ω et avec un conducteur ohmique de résistance R
 
1) Tracer la caractéristique courant-tension de cette diode
 
2) Quelle doit la valeur de R pour que la tension aux bornes de la diode soit 5.6V
 
3) Que se passe-t-il en ce moment-là si la tension varie aux bornes de la pile ?
 
Dans quel de tension peut-on considérer que la diode Zener assure une régulation de la tension à ses bornes ?

Déterminer les valeurs correspondantes de R

 

Commentaires

Pour arriver à faire les exercices sur le dipôle passif

physique chimie

Salut, je m'intéresse beaucoup à tout ce qui touche la physique chimie. je serai vraiment ravis si vous pouvez m'expliquer comment vous réalisez les schémas des circuits électrique sur ordinateur

J'ai un devoir de contrôle pour lundi j'aimerai vien avoir la correction des exercice si c'est psossible merci d'avance

J'ai un devoir demain

Ajouter un commentaire

Plain text

  • Aucune balise HTML autorisée.
  • Les adresses de pages web et de courriels sont transformées en liens automatiquement.