3. Les dipôles actifs
Voici quelques exemples de dipôles actifs générateurs : Pile 9V : transforme l'énergie chimique stockée dans la pile en énergie électrique. Alimentation
I - Dipôles actifs :
I - Dipôles actifs : 1- Définition : Un dipôle est dite actif si en circuit ouvert
Chapitre 3 : Les dipôles actifs
Exemples : Alimentation de TP pile … b. Modélisation du dipôle actif linéaire non parfait : 1) Modèle équivalent de Thévenin (M.E.T.) :.
COURS SUR LES DIPOLES ACTIFS 1. Définitions Caractéristique d
2. Modèle du dipôle actif. Déterminer expérimentalement la caractéristique d'un générateur. La caractéristique d'un dipôle actif est la courbe ci-contre.
Chapitre I- 3- B- DIPÔLES ACTIFS LINÉAIRES
U0 est la tension à vide du dipôle actif linéaire( lorsque I = 0 ). R0 est la résistance interne du dipôle actif linéaire. 2- Modèle équivalent de Norton (
Les dipôles actifs
Les dipôles actifs non autonomes: la puissance électrique provient de l'extérieur (exemple: photopiles génératrice à courant continu).
Chapitre I- 3- A- DIPÔLES ACTIFS - GÉNÉRALITÉS
Connaître la définition d'un dipôle actif. Connaître quelques exemples de dipôles actifs ... Pour une batterie par exemple le courant sort par la.
Chapitre 12 Caractéristique dun dipôle actif
CARACTERISTIQUE D'UN DIPOLE ACTIF Un dipôle est dit actif si en circuit ouvert
Caractéristiques de quelques dipôles : Passifs & Actifs
Dans le cas contraire on dira que le dipôle est non symétrique. Exemples: Les dipôles passifs. Les dipôles actifs. ? Résistances. ? Toutes lampes électriques.
LES DIPOLES ACTIFS
La caractéristique d'un dipôle actif linéaire est une droite. Elle peut être représenté par: 3.2. MODÈLE ÉLECTRIQUE ÉQUIVALENT.
3 Les dipôles actifs
Voici quelques exemples de dipôles actifs générateurs : Pile 9V : transforme l'énergiechimique stockée dans la pile en énergie électrique Alimentation stabilisée : adapte la tension alternative du secteur entension continue de valeur stable (quasiment indépendante de la charge)
CHAÎNE D'ÉNERGIE I-ALIMENTER EN ÉNERGIE Cours - AlloSchool
On dit qu’un dipôle est symétrique si sa caractéristique u(i) ou i(u) est telle qu’un changement de i en (-i) entraîne un changement de u en (-u) Dans le cas contraire on dira que le dipôle est non symétrique Exemples: Les dipôles passifs Les dipôles actifs Résistances Toutes lampes électriques Diodes Bobines Condensateurs
I Rappels et compléments 1) Dipôles actifs - Dyrassa
1) Dipôles actifs Un dipôle est dit actif si en circuit ouvert la tension à ses bornes n’est pas nulle On le montre en branchant un voltmètre directement à ses bornes : l’aiguille du voltmètre indique une tension non nulle Exemples : piles groupes électrogènes alimentations de labo générateurs de signaux etc )
Chapitre I- 3- II- EXEMPLES DE DIPÔLES ACTIFS A- DIPÔLES
puissance électrique avec un certain rendement (puissance perdue en chaleur par exemple) Un dipôle actif récepteur transforme une puissance électrique en puissance non électrique (recharge d'une batterie dynamo utilisée en moteur) II- EXEMPLES DE DIPÔLES ACTIFS 1- Dipôles actifs autonomes Ce sont les piles et les accumulateurs
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Un dipôle est dite actif si en circuit ouvert la tension à ses bornes n’est pas nulle Exemples : Piles accumulateurs 2-Convention générateur: Dans la convention générateur la tension ???????? et l’intensité de courant ???? sont orientées de mêmes sens 3-Caractéristique d’un dipôle actif: 1-1-Définition:
Quels sont les dipôles actifs?
ne passe pas par l’origine. Un dipôle actif n’est pas symétrique et il faut distinguer ses deux bornes : il y a une polarité. Exemples : - pile, photopile, dynamo (dipôles générateurs) - batterie en phase de recharge, moteur à courant continu (dipôles récepteurs).
Quelle est la différence entre dipôle passif et dipôle actif?
: Un dipôle passif est un dipôle qui consomme de l’énergie électrique et qui transforme toute cette énergie en chaleur. (Exemple : résistance, ampoule …) Autrement, on parle de dipôle actif. (Exemple : pile, moteur électrique à courant continu …)
Quelle est la polarité d’un dipôle actif?
Un dipôle actif n’est pas symétrique et il faut distinguer ses deux bornes : il y a une polarité. Exemples : - pile, photopile, dynamo (dipôles générateurs) - batterie en phase de recharge, moteur à courant continu (dipôles récepteurs).
Quels sont les différents types de dipôle ?
COURS SUR LES DIPOLES ACTIFS 1. Définitions Caractéristique d’un dipôle: Dipôle : élément d’un iruit életrique possédant 2 bornes. On appelle aratéristique d’un dipôle la courbe représentant la fonction U = f(i) ou i = g(U) Types de dipôle Dipôle passif: il ne peut pas fournir d’énergieautre que de l’énergie thermique
1eo_ch3(Les dipôles actifs).odt Marie Pierrot - Lycée du Rempart 23/10/09
Ch.3 : LES DIPOLES ACTIFS
1. QU'ESTCE QU'UN DIPOLE ACTIF ?
1.1. D
éfinition.
Def. : Un dip
ôle actif reçoit et fournit de l'énergie (sa caractéristique ne passe pas par l'origine des axes). Il y a transformation d'
énergie.Il est polaris
é: il est nécessaire de distinguer les deux bornes du dipôle actif (sa caractéristique n'est pas
symétrique).Rmq. : Pour un dip
ôle actif, nous adoptons le plus souvent la convention générateur:1.2. Fonctionnement en générateur ou en récepteur.a Dip
ôle actif générateur.b Dip
ôle actif récepteur.Rmq: On distingue deux sortes de dipôle actifs: Les dip
ôles actifs autonomes: ce sont les piles et accumulateurs où la puissance électrique provient de réactions
chimiques internes.Les dip
ôles actifs non autonomes: la puissance électrique provient de l'extérieur (exemple: photopiles,
génératrice à courant continu...).1.3. G
énérateurs idéaux.1.3.1. G
énérateur idéal de tension. Def: C'est un générateur qui maintient toujours la même tension entre ses bornes, quelque soit le courant qu'il d
ébite. Symbole:
Commentaires: La pente de la caract
éristique est nulle ( U = E 0 I r = 0 )⇨ ΩDans la pratique une source id éale de tension est un générateur dont la r ésistance interne est faible par rapport à celle de la charge.Page 1 sur 5Dipôle actifI UEPUISSANCE D'AUTRE
NATURE :
mécanique, chimique, thermique ou lumineuse.
PUISSANCE PERDUEPUISSANCE ELECTRIQUEDIPOLE ACTIF
GENERATEURpuissance
reçuepuissance fourniePUISSANCE D'AUTRE
NATURE :
mécanique, chimique, thermique ou lumineuse.
PUISSANCE PERDUEPUISSANCE ELECTRIQUEDIPOLE ACTIF
RECEPTEURpuissance
reçuepuissance fournieU = E quelque soit I
Résistance interne: r = 0U
(en Volt) I (en Ampère)0 E
1eo_ch3(Les dipôles actifs).odt Marie Pierrot - Lycée du Rempart 23/10/09
1.3.2. G
énérateur idéal de courant.
Def: C'est un g
énérateur qui délivre un courant constant quelque soit la tension entre ses bornes.Symbole:
Commentaires: La pente de la caract
éristique est infinie, c'est la conductance qui est nulle.2. Etude experimentale d'un dipole actif
2.1. Montage et mesures.
La r ésistance variable R doit permettre de faire varier l'intensit é du courant fourni par le dipôle actifs. On rel ève simultanément U et I pour différentes valeurs de R.2.2. Caractéristique. 2.3. Exploitation.
Exercice
La caract
éristique du dipôle actif reproduite ci dessus est une droite.1) Trouver l' équation de la droite et la mettre sous la forme : U = E rI. Déterminer E et r.2) L'équation de la droite peut aussi se mettre sous la forme : I = Icc gU. Déterminer Icc et g.
Solution
2) Icc = 285 mA et g = 20 mS
Page 2 sur 5IccU
(en Volt) I (en Ampère)0 Icc I = Icc quelque soit U
Résistance interne: r est infinie.
0U (V)
I (mA)2V
20 mAVA+
D.A.Boite
à décade
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3. Dipoles actifs lineaires ( ou lin
éarisés )3.1. Caract
éristiques.La caract
éristique d'un dipôle actif linéaire est une droite:3.2. Mod èles électriques équivalents d'un dipôle actif.3.2.1. Mod èle équivalent de THEVENIN (M.E.T.)Ecrire pour les deux sch émas suivants la relation qui existe entre U et I.Le mod
èle équivalent de Thévenin est l'association en série d'une source de tension idéale et d'une résistance de
mani ère à avoir la même relation entre U et I : U = E rI3.2.2. Mod
èle équivalent de NORTON (M.E.N.)Ecrire pour les deux sch émas suivants la relation qui existe entre U et I.Le mod
èle équivalent de Norton est l'association en dérivation d'une source de courant idéale et d'une résistance de
mani ère à avoir la même relation entre U et I : I = Icc gUDessiner les mod
èles équivalents:1) de Th
évenin pour la caractéristique de l'exemple déjà étudié,2) de Norton pour la m ême caractéristique.3.2.3. Equivalence entre les deux modèles.Les mod
èles de Thévenin et de Norton traduisent le comportement externe du dip ôle actif, il sont donc équivalents.U = E rI et I = Icc gU1) Exprimer Icc en fonction de E et r,
2) Exprimer E en fonction de Icc et g,
3) En d
éduire la relation entre r et g. U = E r.I
⇰ I = E/R U/r et I = Icc g.U U = I⇰cc /g I/gOn en d
éduit: Icc = E / r E = Icc /g enfin g = 1 / rPage 3 sur 5»
UIIc c
g UI Er UIIcc g UI»0U (V)
I (mA)Caract
éristique U = f(I)U = E rI
E0I (mA)
U (V)Caract
éristique I = f(U)I = Icc gU
Icc UI Er UI1eo_ch3(Les dipôles actifs).odt Marie Pierrot - Lycée du Rempart 23/10/09
4. Association de dipoles actifs lineaires
4.1. Association s
érie.Def: Les dip
ôles actifs sont en série, lorsque la borne "" de l'un est associ ée à la borne "+" du suivant.Exprimer la loi d'additivit é des tensions pour chacun des schémas et en déduire les expressions de RS et ES en fonction de R1, R2, E1 et E2. R éponses: RS = R1 + R2 et ES = E1 + E2.Loi: Pour une association de dip
ôles actifs en série:La tension
à vide ( f.e.m.) aux bornes du groupement est égale à la somme des tensions à vide de chaque dipôles.
ES = E1 + E2 + .... + En.
La résistance interne du groupement est égale à la somme des résistances internes de chaque dipôles.
rS = r1 + r2 + .... + rn.4.2. Association parall
èle.Def: Les dip
ôles actifs sont en
parallèles, lorsque les bornes de même
signe sont associ ées entre elles.Exprimer la loi des noeuds pour le deuxième et le quatrième schéma et en déduire les expressions de gP et IccP en fonction de g1, g2, Icc1 et Icc2.
R éponse: gp = g1 + g2 et Iccp = Icc1 + Icc2.Loi: Pour une association de dip
ôles actifs en parallèle:L'intensit
é de court circuit ( ICCP) du groupement est égale à la somme des intensités de court circuit de chaque dipôles.
Iccp = Icc1 + Icc2 + .... + Iccn.
La conductance interne du groupement est
égale à la somme des conductances internes de chaque dipôles. gp = g1 + g2 + .... + gn.4.3. Association mixte.
L'association mixte permet d'obtenir
à la fois plus de tension et plus d'intensité.Une pile est constitu ée de quatres éléments en série. Chaque élement a pour caractéristique: E = 4,5 V et r = 5 .
1) Calculer les
éléments: ES et rS du dipôle actif équivalent au groupement série.2) Deux de ces piles sont associ
ées en parallèle. Déterminer le modèle équivalent du groupement parallèle du groupement série. R
Page 4 sur 5E2, r2E1, r1I
UES, rSI
UÛE1r1
E2r2UI
ESrS UIE1, r1
E2, r2
UIEP, rPI
UIc c 1
g1Ic c 2
g2UIIc c p
gpUIÛÛÛ
E, rE, r
UI1eo_ch3(Les dipôles actifs).odt Marie Pierrot - Lycée du Rempart 23/10/09
Exercice :
Un automobiliste constate que sa batterie est d
échargée. Le mod
èle équivalent de Thévenin de la batterie déchargée est : ED = 10 V et rD = 20 m .ΩLe d
émarreur de la voiture absorbe un courant I = 200 A et a besoin d'une tension supérieur à 10 V
pour fonctionner.1) Montrer qu'avec la batterie d
échargée, le démarreur ne peut fonctionner.Pour se dépanner, l'automobiliste branche alors une deuxième batterie chargée (deuxième véhicule + câbles) en
parallèle sur la sienne.Le mod
èle équivalent de Thévenin de la batterie chargée est : EC = 13.2 V et rC = 10 m .Ω2) D
éterminer le M.E.T. (EA et rA) de l'association entre les points A et M.Aide :
t Transformer les modèles de Thévenin des deux batteries en modèles de Norton s Associer les deux modèles de Norton pour n'en faire qu'un. r Transformer le modèle de Norton obtenu en modèle de Thévenin.3) Montrer que le d émarrage est maintenant possible.4) Enfin on envisage le cas où l'automobiliste se trompe en branchant les deux batteries ensembles ( bornes " + » relièes
aux bornes " »). Faire un sch éma du montage en utilisant les modèles équivalents de Thévenin de chacune des batteries. Quelle est l'intensit é du courant IB qui circule alors entre les deux batteries ?Page 5 sur 5
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