Dipôles actifs - didier villers on line

CHAPITRE VIII
Travaux pratiques 1 Dipôles actifs / Les générateurs 1 A. Une réponse au besoin d'énergie :
N'importe quel système physique a besoin d'énergie pour fonctionner :
- Une voiture a besoin de carburant pour avancer.
- Un moulin à eau a besoin d'un courant d'eau pour tourner. De même, une lampe a besoin d'électricité pour s'allumer : Un générateur électrique a pour rôle de générer l'énergie électrique
utile au récepteur électrique (charge).
2 B. Principe du générateur électrique :
Exemple de générateurs électriques : 3 C. Caractéristique tension/courant d'un générateur U=f(I) : La caractéristique tension/courant U=f(I) d'un générateur est la
courbe permettant de représenter la relation entre :
o la différence de potentiels U(V) aux bornes du
générateur.
o l'intensité I(A) du courant débité dans la charge.
4 D. Générateur de tension :
1. Générateur de tension idéal :
Un générateur de tension idéal est un générateur qui délivre une
tension constante quelque soit la charge appliquée entre ses bornes.
La différence de potentiels U aux bornes du générateur de tension
idéal est constante quelque soit le courant I débité dans la charge.
On appelle cette tension U=E. On obtient donc la caractéristique U = ( I ) suivante : 2. GÉNÉRATEUR DE TENSION RÉEL :
Dans le cas d'un générateur réel, lorsque l'on fait varier la valeur
de la charge :
o La différence de potentiels aux bornes du générateur varie.
o Le courant débité par le générateur varie simultanément.
Objectif du travail :
Etablir la caractéristique tension/courant de deux générateurs
fréquemment utilisés :
une alimentation stabilisée et un générateur de fonctions.
Alimentation stabilisée Détermination de la caractéristique tension/courant de l'alimentation
stabilisée
Travail à effectuer :
Pré-réglages :
Régler la différence de potentiels que devra fournir le
générateur: E = 5V.
Régler l'intensité de courant maximum (courant de court-
circuit) que pourra débiter le générateur: Icc=100mA
Réaliser le montage suivant :
Remarque :
Entre les bornes R1 et R2 de la boite à décade se trouve
une résistance réglable de 0( à 1 111 111 (. 1. Relever différentes valeurs de la différence de potentiels U et de
l'intensité de courant I en faisant varier la valeur de la charge. |I(mA|0 | | | | | | | | |
|) | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | |
|U |11,65 |11,3 |9,9 |9,2 |8,5 |7,1 |5 |2,2 |0,8 |
|(V) | | | | | | | | | | a. Construire la représentation graphique de la caractéristique
courant-tension de ce dipôle ?
b. Déterminez l'équation mathématique de la caractéristique ?
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.............................. c. Donnez le modèle électrique équivalent, précisez la valeur des
éléments qui le constituent ?
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.................................................. d. Déterminez Icc, intensité du courant de court-circuit et U0 la
différence de potentiel à vide.
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.............................. Exercice N°2 : Le relevé expérimental de la caractéristique courant-tension d'un dipôle a
donné les couples de valeurs U et I suivants: | | | | | | | | | | |
|I |20 |30 |50 |80 |100 |120 |150 |170 |180 |
|(mA)| | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | |
|U |18 |17 |15 |12 |10 |8 |5 |3 |2 |
|(V) | | | | | | | | | | a. Construire la représentation graphique de la caractéristique
courant-tension de ce dipôle ?
b. Déterminez l'équation mathématique de la caractéristique ?
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.............................. c. Donnez le modèle électrique équivalent, précisez la valeur des
éléments qui le constituent ?
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.................................................. d. Déterminez Icc, intensité du courant de court-circuit et U0 la
différence de potentiel à vide.
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Exercice N°3 : On considère le dipôle générateur
conforme au schéma ci-dessous. E = 4,5V r = 5
a. Déterminez l'équation de la caractéristique courant-tension.
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.............................. b. Construisez la représentation graphique de cette caractéristique.
c. Déterminez l'intensité du courant de court-circuit Icc et la
différence de potentiel à vide U0.
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.............................. 5 I. Générateur de courant :
1. Générateur de courant idéal : Un générateur de courant idéal est un générateur qui débite un
courant constant quelque soit la différence de potentiels U appliquée
à la charge. On appelle cette intensité I=I0. On obtient donc la caractéristique U = f ( I ) suivante :
2. Générateur de courant réel : modèle équivalent de Norton Selon le même principe que pour les générateurs de tension, le
générateur de courant idéal n'existe pas.
Ainsi, pour représenter un générateur de courant, on utilise un