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Friday, 12 July 2024

DIPÔLES PASSIFS LINÉAIRES - LOI D'OHM EXERCICE 1 "Limitation du courant dans un composant" On désire alimenter une diode électroluminescente (LED ou DEL) avec une batterie de voiture (12V). Le régime de fonctionnement souhaité pour la DEL est I DEL = 10mA et U DEL = 2V. On utilisera une résistance R P branchée en série pour limiter le courant dans la DEL (schéma ci-dessous): Question: Calculer la valeur de la résistance R P. Indications: Dessiner la flèche de la tension U RP. Calculer la tension U RP (loi des mailles). Calculer la valeur de la résistance (loi d'Ohm). EXERCICE 2 "Résistances dans un amplificateur de puissance" Le montage ci-dessous représente la partie "régime continu" d'un amplificateur à transistor alimentant un petit haut-parleur supposé avoir une résistance R C = 200W. Le signal à amplifier (sortie d'un lecteur CD par exemple) sera appliqué au point B. Les conditions pour le bon fonctionnement du montage sont: V CC = 12V; V BE = 0, 7V; V CE = V CC / 2; I B = 0, 1mA; I C = 120.

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$U_{e}$ mesurée par le voltmètre $V$ est appelée tension d'entrée et $U_{s}$ mesurée par $V_{1}$ tension de sortie. 1) Montrons que $\dfrac{U_{s}}{U_{e}}=\dfrac{R_{1}}{(R_{1}+R_{2})}$ Soit: $U_{1}$ la tension aux bornes de $R_{1}$ et $U_{2}$ celle aux bornes de $R_{2}. $ $R_{1}\ $ et $\ R_{2}$ sont montées en série or, la tension aux bornes d'un groupement en série est égale à la somme des tensions. Donc, $U_{e}=U_{1}+U_{2}\ $ avec: $U_{1}=R_{1}. I\ $ et $\ U_{2}=R_{2}I$ d'après la loi d'Ohm. Par suite, $U_{e}=R_{1}. I+R_{2}. I=(R_{1}+R_{2})I$ De plus, $V_{1}$ mesure en même temps la tension de sortie $(U_{s})$ et la tension aux bornes de $R_{1}. $ Donc, $U_{s}=U_{1}=R_{1}. I$ Ainsi, $\dfrac{U_{s}}{U_{e}}=\dfrac{R_{1}. I}{(R_{1}+R_{2})I}$ D'où, $\boxed{\dfrac{U_{s}}{U_{e}}=\dfrac{R_{1}}{(R_{1}+R_{2})}}$ 2) Calculons la tension $(U_{s})$ à la sortie entre les points $M\ $ et $\ N$ On sait que: $\dfrac{U_{s}}{U_{e}}=\dfrac{R_{1}}{(R_{1}+R_{2})}$ Ce qui donne alors: $U_{s}=\dfrac{R_{1}\times U_{e}}{(R_{1}+R_{2})}$ avec $R_{1}=60\;\Omega\;;\ R_{2}=180\;\Omega\ $ et $\ U_{e}=12\;V$ A.

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N: $U_{s}=\dfrac{60\times 12}{(60+180)}=3$ D'où, $$\boxed{U_{s}=3\;V}$$ 3) Rôle d'un pont diviseur de tension: Le pont diviseur de tension est un montage électronique simple permettant de diviser une tension d'entrée afin de créer une tension qui soit proportionnelle à cette tension d'entrée. Exercice 11 On monte en série un générateur fournissant une tension constante $U=6. 4\;V$, un résistor de résistance $R=10\;\Omega$ et une lampe $L. $ L'intensité du courant $I=0. 25\;A$ 1) Calculons la tension $U_{1}$ entre les bornes du résistor $R. $ D'après la loi d'Ohm, on a: $U_{1}=R. I$ A. N: $U_{1}=10\times 0. 25=2. 5$ D'où, $$\boxed{U_{1}=2. 5\;V}$$ 2) Calculons la tension $U_{2}$ entre les bornes de la lampe. Le résistor et la lampe étant montés en série alors, la tension aux bornes de l'ensemble est égale à la somme des tensions. Donc, $U=U_{1}+U_{2}$ Par suite, $U_{2}=U-U_{1}$ A. N: $U_{2}=6. 4-2. 5=3. 9$ Ainsi, $$\boxed{U_{2}=3. 9\;V}$$ 3) On place un fil de connexion en dérivation aux bornes de la lampe.

96$ Donc, $$\boxed{P=0. 96\;W}$$ Exercice 4 1) Signification de ces indications: $6\;V$: la tension électrique $1\;W$: la puissance électrique 2) Calculons l'intensité du courant qui traverse la lampe quand elle fonctionne normalement. On a: $P=R. I^{2}=R\times I\times I$ Or, $\ R. I=U$ donc, $P=U. I$ Ce qui donne: $I=\dfrac{P}{U}$ A. N: $I=\dfrac{1}{6}=0. 166$ Donc, $$\boxed{I=0. 166\;A}$$ 3) Calculons la valeur de la résistance. On a: $R=\dfrac{U}{I}$ A. N: $R=\dfrac{6}{0. 166}=36. 14$ Donc, $$\boxed{R=36. 14\;\Omega}$$ 4) $R\text{ (à chaud)}=36. 14\;\Omega\;, \ R\text{ (à froid)}=8\;\Omega. $ La résistance augmente avec la température. Exercice 5 Caractéristique d'un conducteur ohmique 1) Caractéristique intensité - tension de ce conducteur. $\begin{array}{rcl}\text{Echelle}\:\ 1\;cm&\longrightarrow&100\;mA \\ 1\;cm&\longrightarrow&5\;V\end{array}$ 2) Déduisons de cette courbe la valeur de la résistance du conducteur. La courbe représentative est une application linéaire $(U=RI)$ de coefficient linéaire $R.

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