Corrigé Exercices du Chapitre I-3 DIPÔLES ACTIFS LINÉAIRES EXERCICE 1 " Test rapide" Cocher et justifier la bonne réponse pour les questions ci-dessous
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1° STI Electronique ( Physique Appliquée ) Christian BISSIERES
http://cbissprof.free.fr Page 1 sur 3 Exercices Chapitre I-3 "Dipôles actifs linéaires"0246810
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1U
(V) I (A) U 0 =9VDDDDU =- 4V
DDDDI =1A
12 V U BM M 100WWWW
39WWWW
B I U BM M 39WWWW B
0,12A 100WWWW I
12V / 100
WWWW U BM M 28,1WWWW B I 0,12A 100
´´´´39
100+39
3,37 V U BM M 28,1WWWW B I 28,1
WWWW ´´´´ 0,12A
Corrigé Exercices du Chapitre I-3 DIPÔLES ACTIFS LINÉAIRESEXERCICE 1
"Test rapide" Cocher et justifier la bonne réponse pour les questions ci-dessous: ? ? Source idéale de tension car la tension est constante (U0) quel que soit le courant I.
? ? Source idéale de courant car le courant est constant (I0) quelle que soit la tension U. ? ? Résistance interne R0 nulle car U = U
0 (U = U
0 - R0.I = U
0 - 0´I)
? ? Résistance interne R0 infinie car I = I
0 ( 0 0 0 0 1 1I I U I U I 0 U
R ? ? Le dipôle fonctionne en générateur car convention générateur avec U>0 et I>0: ? ? Le dipôle fonctionne en récepteur car convention générateur avec U>0 et I<0: ? La valeur de l"intensité I qui traverse R est ? 1AEXERCICE 2
"Modèle de Thévenin d"une pile 9V" ? Voir le schéma ci-contre : ? Voir courbe U = f(I) ci-dessous :? La pile peut être remplacée par un modèle de Thévenin car le dipôle est linéaire (droite).
0U 9V (valeur de U pour I = 0A) et 0 U 4 RI 1D -
= - = -D soit 0R 4 = W . ? La résistance interne R0 est responsable, à l"intérieur de la pile, de la chute de tension.
? L"équation est 0 0U U R .I= -
soitU 9 4.I= -
? Voir schéma ci-dessous : ■ Méthode avec le pont diviseur de tension : 0 0 R 10 U U 9R R 10 4
soitU 6,43V»
etU 6,43
I10 10= »
soitI 643mA»
■ Méthode par le calcul :U 9 4.IU 10.I= -
9 4.I 10.I- =
9 14.I=
9I 643mA
14= »
etU 10.I 10 0,643= » ´
U 6,43V»
EXERCICE 3
"Transformation 12V® 3V"
? Le modèle équivalent de Thévenin (U0 et R
0) du montage entre les points B et M est
indiqué ci-dessous avec les étapes successives :On donc
0U 3,37V
et0R 28,1
= W ? U BM = U 0 - R0.I ? U
BM» 3,37 - 28,1´0,1 soit
BMU 0,56V
Le baladeur ne pourra fonctionner avec car sa tension d"alimentation U BM < 2,8V. U (V)I (A) 0 3
2V 1 1A 2 générateur résistance U = 2´´´´I 9V U I R C V A COM COM 9V U I 4WWWW10WWWW
R 9V UI 4WWWW 10WWWW
R1° STI Electronique ( Physique Appliquée ) Christian BISSIERES
http://cbissprof.free.fr Page 2 sur 3 Exercices Chapitre I-3 "Dipôles actifs linéaires" 12V U BM M B I 10 0WWWW 3,3V 6WWWW U BM M 6WWWW B 0,12A 100WWWW I
12V / 100
WWWW 0,55A3,3V / 6
WWWW U BM M 5,66 WWWW B I 0,67A 100´´´´6
100+60,12A + 0,55A
3,79 V U BM M 5,66 WWWW B I 5,66WWWW ´´´´ 0,67A 13,2V
IB10mWWWW
10V20mWWWW
0,02´´´´IB
0,01´´´´IB
13,2V U M A I 0,01 WWWW 10V 0,02 WWWW U M0,02WWWW
A 1320A0,01WWWW
I13,2V / 0,01
WWWW 500A10V / 0,02
WWWW U M 6,67m WWWW A I 1820A0,01
´´´´0,02
0,01+0,02
1320A + 500A
12,13 V U M 6,67m WWWW A I 6,66mWWWW ´´´´ 1820A
Démar-
reur 13,2V IB10mWWWW
10V 20m WWWW 0,02´´´´IB
0,01´´´´IB
U 0TTL 3,48V I31WWWW
223,3WWWW U
DEL 1,51 V U B M0123456
0 5 10 15 20
7,75mA3,24V
U (V)I (mA)
Générateur
U=3,48-31.I
Récepteur
U=1,51+223,3.I
? Le nouveau modèle équivalent de Thévenin (U0 et R
0) du montage entre les points B et
M est indiqué ci-dessous avec les étapes successives : ? U BM = U 0 - R0.I ? U
BM» 3,79 - 5,66 ´0,1 soit
BMU 3,22V
Le baladeur pourra fonctionner avec car sa tension d"alimentation 2,8V < U BM < 4V.EXERCICE 4
"Batterie déchargée" ? Avec la batterie déchargée : U = U0d - R
0d.I ? U » 10 - 0,02 ´ 200 soit
U 6V= La tension U étant très inférieure à 10V, le démarreur ne pourra fonctionner. ? L"association en parallèle des deux batteries donne le schéma ci-contre :Appliquons la loi des mailles :
0,01´I
B + 0,02´I
B +10 = 13,2
? 0,03´IB = 13,2 - 10 ?
B 3,2 I 0,03=BI 107A
(la batterie chargée fait passer 107A dans la batterie déchargée). ? Le modèle équivalent de Thévenin (U0 et R
0) de l"association des deux batteries entre les
points A et M est indiqué ci-dessous avec les étapes successives :On donc
0U 12,13V
et0R 6,67m
» W
? Lorsque l"automobiliste actionne le démarreur, le courant est de 200A.On a donc : U
AM = U 0 - R0.I ? U
AM» 12,13 - 6,67.10
-3´200 soitAMU 10,97V
Le démarreur pourra fonctionner avec car sa tension d"alimentation U AM > 10V. ? L"association en parallèle mais inversée des deux batteries donne le schéma ci-contre :Appliquons la loi des mailles :
0,01´I
B + 0,02´I
B = 13,2 + 10
? 0,03´IB = 23,2 ?
B 23,2I 0,03=
BI 773A
Ce courant élevé est très dangereux (brûlures , explosion ...).EXERCICE 5
"Point de fonctionnement" ? et ? Voir figure ci-dessous : ? On lit directement sur le graphe les coordonnées du point de fonctionnement :U 3,24V»
etI 7,75mA»
1° STI Electronique ( Physique Appliquée ) Christian BISSIERES
http://cbissprof.free.fr Page 3 sur 3 Exercices Chapitre I-3 "Dipôles actifs linéaires" 12V U 1 M A 100WWWW
28,8WWWW
68´´´´47
68+4712V U 1 M A 100
WWWW
28,8WWWW
I 12V U 1 M A 100WWWW 0V 68
WWWW R
47WWWW
I 9V U 2 M A 100WWWW 0V 68
WWWW R
47WWWW
9V U 2 M A 68WWWW 32
,0WWWW 100
´´´´47
100+47
9V U 2 M A 68WWWW 32
WWWW U 10 R 4V 2R 2R 2R R 4V R 2R U 10