La résistance interne diminue la tension utilisable dans le circuit externe Si on ouvre l'interrupteur, le courant cesse, et V = Ɛ= 12 V La résistance interne d'un générateur neuf est généralement faible, ~0 05 Ω pour une pile de 1 5 V et seulement ~ 2 mΩ pour une batterie au plomb de 12 V
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P. Mermod, Université de Genève1Rappel du dernier cours
Courant électrique
Générateurs à potentiel
chimique -Pile -Anguille électriqueRésistance et loi d'Ohm
Puissance électrique
Supraconducteurs
(R = 0 lorsque T < TC) P. Mermod, Université de Genève2Rappel : Circuits Un circuit simple est un ensemble d'éléments qu'on connecte par des fils conducteurs. La résistance des fils est négligeable comparée aux autres résistances du circuit : on considère donc les fils comme des conducteurs idéaux. On cherche à déterminer certains paramètres du circuit, comme les chutes de potentiel, les courants, les puissances fournies ou dissipées etc. Pour l'instant, on se limite à la discussion des courants continus. Ceci veut dire que les tensions et les courants peuvent changer d'intensité, mais pas de sens, et que les fournisseurs de tension (générateurs ou piles) ne peuvent pas changer de polarité. P. Mermod, Université de Genève3Court-circuit Aussitôt qu'on relie les deux bornes d'une pile de potentiel V par un fil conducteur, un courant I = V/R s'établit. Les deux bornes sont normalement reliées par un ensemble d'éléments appelé "charge" ("load" en anglais, à ne pas confondre avec la charge éléctrique) qui procure une résistance R au circuit. Si par malheur on connecte directement les bornes par un conducteurde résistance négligeable R → 0, alors I →∞ et la pile se vide instantanément
de toute son énergie, qu'elle dissipe en chaleur (et en fumée!). On appelle cela un court-circuit. Selon la résistance, une pile procure soit un petit courant pendant longtemps, soit un grand courant pour une petite durée.Psschuit !
P. Mermod, Université de Genève4QCM
Les piles des deux circuits ci-dessous procurent une tension constante identique V et les ampoules A, B et C sont identiques.A)B brille plus fort que A
B)B brille moins fort que A
C)Elles brillent pareil
P. Mermod, Université de Genève5QCM (réponse) Les piles des deux circuits ci-dessous procurent une tension constante identique V et les ampoules A, B et C sont identiques.A)B brille plus fort que A
B)B brille moins fort que A
C)Elles brillent pareil
C'est simplement dû au fait que la résistance totale est deux fois plus grande avec deux ampoules, et donc le courant passant par B est deux fois plus faible. En A: courant IA = V/R → puissance PA = R·IA2 = V²/R En B: courant IB = V/(2R) → puissance PB = R·IB2 = V²/(4R) P. Mermod, Université de Genève6Générateurs et résistance interne Jusque là nous avons considéré des générateurs de tension constante. Pour un générateur réel, la tension entre les bornes diminue si le courant augmente. Si on démarre une voiture avec les phares allumés, le démarreur consomme du courant, ce qui fait momentanément chuter la tension de la batterie et affaiblit la lumière des phares. Lorsqu'une pile débite un courant, la charge correspondante est transportéed'une électrode à l'autre à travers l'électrolyte à l'intérieur, et cela n'a pas lieu
librement. La pile elle-même résiste au courant qui la parcourt, elle a une résistance interne r. Attention ! "force" électromotrice : terme trompeur ! -Il ne s'agit pas d'une force dans le sens physique, mais d'un potentiel, mesuré en [V]. Mais alors, quelle différence entre fem et potentiel/tension ? (batterie, pile...) lorsqu'il ne débite aucun courant. -Si le circuit est fermé, un courant circule, et la différence de potentiel diminue à cause de la résistance interne. Tant que la diminution de la tension dépend linéairement du courant, le comportement du générateur est ohmique et peut être représenté par une résistanceP. Mermod, Université de Genève8Exemple : tension d'un générateur avec résistance interne
r = 0.40 Ω est branché à une résistance R = 7.5 Ω.