[PDF] EXERCICES Le courant électrique. Exercice 1.

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1 eSpécialité Physique Chimie

CHAPITRE 12

ASPECTS ÉNERGÉTIQUES

DES PHÉNOMÈNES

ÉLECTRIQUES

EXERCICES

Wulfran Fortin

Liste des exercices

LISTE DES EXERCICES

Le courant électrique

Exercice 1

Exercice 2

Exercice 3

Exercice 4

Exercice 5

Exercice 6

Exercice 7

Exercice 8

Sources réelles de tension

Exercice 9

Exercice 10

Exercice 11

Exercice 12

Exercice 13

Puissance et énergie, bilan et ren-

dement

Exercice 14

Exercice 15

Exercice 16

Exercice 17

Exercice 18

Exercice 19

Exercice 20

Exercice 21

Exercice 22

LISTE DES EXERCICES

Exercice 23

Exercice 24

Exercice 25

Exercice 26

Exercice 27

Exercice 28

Exercice 29

Le courant électrique

Exercice 1

Énoncé

D"après Belin 2019.

a.Dans une solution électrolytique, les por- teurs de charge électriques sont 1. des électrons 2. des cations 3. des anions 4. des atomes b.La relation entreI,|Q|et∆test

1.I×∆t=|Q|

2.I=|Q|×∆t

3.I=|Q|∆t

4.

I∆t=|Q|

c.L"intensité du courant électrique dans un fil conducteur est égale 1. au nombre d"électrons qui tr aversent une section de ce fil

LISTE DES EXERCICES

2. au nombre d"électrons qui tr aversent une section de ce fil en une seconde 3.

à la charge électr iquedes électrons

qui traversent une section de ce fil 4.

à la v aleurabsolue de la charge élec-

trique des électrons qui traversent une section de ce fil en une seconde

LISTE DES EXERCICES

Correction

a.Réponses 2. et 3. b.Réponses 1. et 3. c.Réponse 4.

LISTE DES EXERCICES

Exercice 2

Énoncé

D"après Belin 2019.

Deux électrodes en graphite reliées à un gé- nérateur de tension continue sont plongées dans un bécher contenant de l"eau distillée.

L"intensité du courant augmente lorsqu"on

dissout dans l"eau du chlorure de cuivre CuCl

2s, un solide ionique.

Faire le schéma du montage, indiquer le

sens du courant et le sens de déplacement de tous les porteurs de charge dans les fils

électriques , les électrodes et la solution

aqueuse.

LISTE DES EXERCICES

Correction

Les porteurs de charge dans les fils et les

électrodes sont les électrons, ils se

déplacent en sens opposé du sens conven- tionnel du courantI.

Dans la solution aqueuse, les porteurs de

charge sont les cationsCu2+et les anions Cl

Voir figure

1 .cation Cu 2+ I I

électrons

électrons

anions cations anion Cl -Figure 1- L"électrolyseur.

LISTE DES EXERCICES

Exercice 3

Énoncé

D"après Belin 2019.

Un montage en série comporte un généra-

teur de tension continue, un ampèremètre, un interrupteur, une lampe et une thermis- tance CTN dont la résistance diminue lorsque la température augmente.

Voir figure

2 a.Représenter le schéma de ce montage etCTN -Figure 2- Symbole de la CTN. indiquer par des flèches le sens du courant et des porteurs de charges. b.Expliquer comment évolue l"intensité du courant lorsque la température augmente.

LISTE DES EXERCICES

Correction

a.Voir figure3 . b.Si la température augmente, laCTN A com I électronsélectronsFigure 3- Schéma du montage. résistance de la CTN diminue, et le courant passe plus facilement, il augmente. L"inten- sitéIsera plus grande, et on verra la lampe briller plus intensément.

LISTE DES EXERCICES

Exercice 4

Énoncé

D"après Belin 2019.

Au cours d"un éclair de durée3.0ms,2000

milliards de milliards d"électrons issus d"un nuage traversent l"air et le paratonnerre d"une tour. a.Déterminer la charge électrique traversant le paratonnerre. b.En déduire l"intensité du courant

électrique correspondant.

LISTE DES EXERCICES

Correction

a.Calcule du nombre d"électrons

N=2000×109×109

=2.0×103×109×109 =2.0×1021

Charge électrique totale

Q=N×e

=2.0×1021×1.6×10-19 =3,2×102C b.Intensité du courant

I=Q∆t

3,2×102C3.0ms

3,2×102C3.0×10-3s

=1,07×105A

LISTE DES EXERCICES

Exercice 5

Énoncé

D"après Belin 2019.

Un fil de cuivre de sections=2,5mm2

est parcouru par un courant d"intensitéI= 8,0A.

Calculer le nombre d"électrons qui vont tra-

verser une section de ce fil pendantune mi- nute.

LISTE DES EXERCICES

Correction

D"après la définition du courant

I=Q∆t

on a donc

Q=I×∆t

=8,0A×60sec =480C

Comme un électron a une charge (en valeur

absolue) de e=1,6×10-19C alors pourNélectrons, on aura une charge totale

Q=N×e

ce qui permet de calculerNsi on connaîtQ N=Qe =480C1,6×10-19C=3×1021

LISTE DES EXERCICES

Exercice 6

Énoncé

D"après Hatier 2019.

Durant un orage, un coup de foudre "né-

gatif» transfère du sol (chargé positivement) au nuage (chargé négativement) une charge électrique de350Cà une intensité de120kA. a.En considérant que la foudre est un mou- vement d"électrons, dans quel sens se déplacent-ils? b.Combien d"électrons sont transférés du- rant ce coup de foudre? c.Calculer la durée de ce phénomène.

LISTE DES EXERCICES

Correction

a.Les électrons se déplacent du potentiel négatif vers le potentiel positif donc ici, des nuages vers le sol. b.La charge totaleQpeut s"exprimer en fonction du nombre d"électronsNet de leur charge individuelle (en valeur absolue)e=

1,6×10-19Cpar la relation

Q=N×e

On calculeN

N=Qe =350C1,6×10-19C=2,19×1021 c.On utilise la définition du courant

I=Q∆t

On connaîtIetQ, on peut alors calculer∆t

∆t=QI =350C120×103A=3×10-3s

LISTE DES EXERCICES

Exercice 7

Énoncé

D"après Hatier 2019.

Durant un orage, un coup de foudre "posi-

tif» a lieu quand le nuage est chargé positi- vement et le sol négativement. Il se produit une décharge électrique d"intensité300kA. a.En considérant que la foudre est un mou- vement d"électrons, dans quel sens se déplacent-ils? b.Le phénomène dure0,20s. Quelle charge électrique est transférée?

LISTE DES EXERCICES

Correction

a.Les électrons se déplacent du potentiel négatif vers le potentiel positif donc ici, du sol vers les des nuages. b.Comme

I=Q∆t

alors

Q=I×∆t

=300×103A×0,20s =60kC

LISTE DES EXERCICES

Exercice 8

Énoncé

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