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un dipôle actif est un dipôle qui transforme l’énergie électrique en une autre forme d’énergie ou inversement 2 Propriétés i) Un dipôle passif : dipôle dont la caractéristique statique passe par l'origine O (U 0 = 0 et I 0 = 0) ii) Un dipôle actif : dipôle dont la caractéristique statique ne passe pas par l'origine O (U 0



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Un dipôle actif est un composant capable de mettre en mouvement des porteurs de charges (ions ou électrons) A ce titre tous les générateurs sont des dipôles actifs Mais certain appareil réversibles peuvent fonctionner soit en générateur soit en récepteur ce sont aussi des dipôles actifs Il existe cependant des



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 )



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Connaître la définition d'un dipôle actif Choisir la bonne convention Savoir représenter les puissances mises en jeu Connaître quelques exemples de dipôles actifs I- DÉFINITION ET CONVENTION 1- Définition La caractéristique U = f (I) ou I = f (U) d'un dipôle actif ne passe pas par l'origine des axes

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 ?

Définitions & classification on appelle dipôle tout composant électrique ayant deux bornes ; un dipôle passif est un dipôle qui, branché seul au voltmètre, ne présente pas de tension à ses bornes ; un dipôle actif est un dipôle qui transforme l’énergie électrique en une autre forme d’énergie, ou inversement.

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

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).

1ère STIdipôles actifs

LES DIPOLES ACTIFSLES DIPOLES ACTIFS

1.CARACTERISTIQUE D'UN DIPOLE ACTIF

Du faite de cette dissymétrie, un dipôle actif est polarisé. Il faut donc distinguer les 2 bornes.

Un dipôle est dit actif quand U ¹ 0 V pour I = 0 A (passif : U = 0 V pour I = 0 A).

Un dipôle actif est soit générateur, soit récepteur. Un dipôle actif pouvant assumer les deux

fonctions est dit réversible.

2.FONCTIONNEMENT EN GENERATEUR - RECEPTEUR

2.1.GÉNÉRATEUR

Un dipôle actif est en fonctionnement générateur lorsqu'il transforme une puissance mécanique,

chimique, thermique, lumineuse, ... en puissance électrique. Puissance: P = U.I > 0: le dipôle actif fournit une puissance électrique

1-5P1=U.I > 0: le dipôle actif fournit de

la puissance électrique

P2=U.I < 0: le dipôle actif absorbe de

la puissance électriqueU(V)GENERATEUR

RECEPTEUR

I(A)P1P2

I U

Puissance

entréeDipôle actif

GENERATEURPuissance

électrique

Puissance

perdueMécanique, lumineuse, chimique, ....

Ex: pertes par

effet Joule

1ère STIdipôles actifs

2.2.RÉCEPTEUR

Un dipôle actif est en fonctionnement récepteur lorsqu'il transforme une puissance électrique en

puissance mécanique, chimique, thermique, lumineuse, ... . Puissance: P = U.I < 0: le dipôle actif absorbe une puissance électrique

3.DIPOLES ACTIFS LINEAIRES (OU LINEARISES)

3.1. CARACTÉRISTIQUE D'UN DIPÔLE ACTIF LINÉAIRE.

La caractéristique d'un dipôle actif linéaire est une droite. Elle peut être représenté par:

3.2. MODÈLE ÉLECTRIQUE ÉQUIVALENT

3.2.1. Modèle équivalent de Thévenin - M.E.T. - modèle série

la relation U = U0 - R0.I correspond à la loi d'une branche.

2-5Puissance

électriqueDipôle actif

RECEPTEURPuissance

sortie

Puissance

perdueMécanique, lumineuse, chimique, ....

Ex: pertes par

effet Joule U(V)

U0U = U0 - R0.I

U0: tension à vide en V (I=0)

R0: résistance interne en WI(A)

U(V)I0

I = I0 - G0.I

I0: courant de court-circuit en A (U = 0)

G0: conductance interne en S

I U

U0, R0U0R0I

UU = U0 - R0.I

U0: tension à vide en V (I=0)

R0: résistance interne en WI(A)

1ère STIdipôles actifs

3.2.2. Modèle équivalent de Norton - M.E.N. - modèle parallèle

la relation I = I0 - G0.U correspond à la loi des noeuds.

3.2.3.Equivalence entre les deux modèles

M.E.T (U0, R) Þ M.E.N (I0, G) M.E.N (I0, G) Þ M.E.T U0, R)

U = U0 - R0.I I = I0 - G0.UU

R0 =U0 R0 -IÞ I=U0 R0 -U R0I G0 =I0 G0 -UÞ U=I0 G0 -I G0

I = I0 - G0.UU = U0 - R0.I

par analogie:

I0 =U0

R0et G0 =1

R0par analogie: U0 =I0

G0et R0 =1

G0

3.3.SOURCES LINÉAIRES PARFAITES.

3.3.1. Source de tension parfaite

3.3.2. Source de tension parfaite

3-5I1I2U(V)

U0 I(A)I

UU0U = U0 " I1 < I < I2

R0 = 0 W

Pertes: 0 W

Aucun modèle parallèle

I = I0 " U1 < U < U2

G0 = 0 S

Pertes: 0 W

Aucun modèle série

U(V)I0I(A)

U1U2I = I0 - G0.U

I0: courant de court-circuit

G0: conductance interne G0I

UI0I U

U0, R0

UI0I

1ère STIdipôles actifs

4. PUISSANCE ELECTRIQUE POUR UN DIPOLE REVERSIBLE.

Fonctionnement GENERATEURFonctionnement RECEPTEUR

convention générateurconvention récepteur P = U.I = (U0 - R0.I).I = U0 I-R0 .I2P = U.I = (U0 + R0.I).I = U0 IR0 .I2 P = Pu : puissance utile (fournie)P = Pa : puissance absorbée

Pem: puissance électromagnétique

Pem = U0.I

Pj: Pertes par effet Joule

Pj = R0.I²

Pu = Pem - PjPa = Pem + Pj

5.ASSOCIATION DE DIPOLES ACTIFS LINEAIRES

5.1. ASSOCIATION SÉRIE

Définition: les dipôles actifs sont en série lorsque la borne négative de l'un est reliée à la borne

positive du suivant. Pour une association de dipôles actifs linéaires en série:

4-5U0R0I

U

U0: tension à vide en V (I=0)

R0: résistance interne en WU0R0I

U I

UE1, R1

E2, R2E1R1I

E2 R2UI U

ES, RSESRS

I U Loi des branches: U = E1 + E2 - R1.I - R2.I = E1 + E2 - I.(R1 + R2) = ES -RS.I Par identification: ES = E1 + E2 et RS = R1 + R2

1ère STIdipôles actifs

-la tension à vide aux bornes du groupement est égale à la somme des tensions à vide de chaque dipôle: ES = E1 + E2 + ... + EN -la résistance interne du groupement est égale à la somme des résistances internes de chaque dipôle: RS = R1 + R2 + ... + RN Dans le cas de N dipôles actifs linéaires identiques en série: ES = N.E et RS = N.R

5.2. ASSOCIATION EN DÉRIVATION

Définition: les dipôles actifs sont en parallèle lorsque les bornes de mêms signe sont reliées entre

elles. Pour une association de dipôles actifs linéaires en dérivation:

-L'intensité de courant de court-circuit du groupement est égale à la somme des intensités

de courant de court-circuit de chaque dipôle: Ip = I1 + I2 + ... + IN -la conductance interne du groupement est égale à la somme des conductances internes de chaque dipôle: Gp = G1 + G2 + ... + GN

Dans le cas de N dipôles actifs linéaires identiques en dérivation: Ip = N.I et Gp = N.G

Remarques:

-l'association de dipôles actifs en série permet d'augmenter la tension mais pas l'intensité.

-l'association de dipôles actifs en dérivation permet d'augmenter l'intensité mais pas la tension. -On ne peut pas brancher en dérivation des sources de tension " parfaites » (ou de faible résistance interne) n'ayant pas la même tension à vide. Ex: batterie de 6 V avec une de 12 V. -On ne peut pas associer en série des sources de courant " parfaites » n'ayant pas la même intensité de court-circuit. 5-5U

E1, R1I

U

E2, R2G1I1

G2I UI2 GpIIp I U Ep, RpLoi des noeuds: I = I1 + I2 - (G1 + G2).U = Ip - Gp.U Par identification: Ip = I1 + I2 et Gp = G1 + G2

On en déduit: Ep = Ip/Gp et Rp = 1/Gp

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