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Les physiciens ont bien étudié un moyen de s'en affranchir: la supraconductivité, mais les applications de celle-ci ne sont pas pour demain! 2-Enoncer la loi de Joule par une phrase simple. 3- Schéma du montage à réaliser pour vérifier la loi: Questions sur le montage: Préciser le rôle du rhéostat Rh, du calorimètre, de l'agitateur 4/Protocole expérimental: a/ Verser une masse m =200g de pétrole à usage domestique dans le calorimètre (relever la valeur exacte de la masse de liquide introduite). b/ Pour chaque mesure, procéder de la manière suivante: · Régler rapidement, à l'aide du rhéostat, la valeur de l'intensité I, puis ouvrir le circuit (interrupteur). Relever la température q i d'équilibre thermique du calorimètre. · A la date ti=0, fermer l'interrupteur et déclencher le chronomètre. Relever les valeurs de U AB et de I. Lois d’Ohm et de Joule – ROGERBEEP ÉVOLUTION. A la date t f = 6 min=360s, ouvrir l'interrupteur. Noter la température (lorsqu'elle passe par son maximum). Avant toute mesure de température, agiter le liquide!
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Extrait de l'ouvrage Électricité, de J. -A. Monard, Bienne 1976. Effet Joule Le passage d'un courant dans un conducteur produit un dégagement de chaleur. On donne à celui-ci le nom d'effet Joule. Le travail effectué par le champ électrique lors du déplacement d'une charge q est égal au produit de la charge par la tension relative au chemin qu'elle parcourt. A = q U Le champ transporte une charge It le long d'un chemin entre les extrémités duquel il y a une tension U = RI. Calculons l'énergie dégagée pendant un temps t dans une résistance R traversée par un courant I: A = U I t = R I 2 t Ce travail correspond à une apparition d'énergie cinétique des particules, c'est-à-dire à une apparition d'énergie thermique. Il y a simultanément disparition d'énergie électrique. Exercice 1 Un radiateur électrique porte les indications suivantes: 220 V, 1200 W. Quelle est sa résistance? Rép. 40. Thermodynamique. 3 Ω Exercice 2 Un générateur a une tension électromotrice de 6 V et une résistance interne de 2 Ω. Quel est le courant maximum qu'il peut débiter?
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1 = 25Ω De même, R2=U2/I2 = 2/0. 2 = 10 Ω D'où R1>R2 2- Exercice 2 sur la Loi d'Ohm L'intensité du courant traversant un conducteur ohmique de 27Ω est de 222 mA. Calculer la tension appliquée entre ses bornes. Soit R= 27Ω et I= 222 mA (Conversion: I=0. 222 A) On a la loi d'Ohm U= R. I = 27 × 0. 222 D'où U=6V 3- Exercice 3 sur la Loi d'Ohm Un dipole ohmique de résistance 3300Ω est détérioré si l'intensité du courant qui le traverse est supérieure à 25 mA. Quelle tension maximale peut-on appliquer entre les bornes du dipôle sans le détériorer? Ici, R = 3300Ω et I max = 25 mA ( Conversion: I max = 0. 025 A) U max = R × I max = 3300 × 0. Loi de joule exercice math. 025 D'où U max = 82. 5 V 4- Exercice 4 sur la Loi d'Ohm a- Dans quel but a-t-on réalisé le montage ci-dessus? b- Faire le schéma normalisé de ce circuit? c- que vaut, en ohms, la résistance du dipole ohmique étudié? attention, l'écran de l'ampèremètre affiche ici des mA! a- ce montage est celui qui est réalisé lorsqu'on veut mesurer le courant qui traverse un dipôle ohmique et la tension à ses bornes.
NOTA: Le jour de l'examen, si vous n'êtes pas à l'aise en algèbre, commencez par écrire ces quatre formules sur votre feuille de brouillon à côté de la table de conversion: elles seront ainsi toujours sous vos yeux. Exemples Premier exemple: Soit une résistance de 1. 500 Ω (1, 5 kΩ) parcourue par un courant de 0, 1 A (10 mA) Quelle est la tension à ses bornes et quelle est la puissance dissipée? U = R. I = 1. 500 x 0, 1 = 150 V – C'est la tension aux bornes P = U. I = 150 x 0, 1 = 15 W ou P = R. I² = 1. 500 x 0, 1 x 0, 1 = 15 W – C'est la puissance dissipée par la résistance NOTA: Si votre résistance n'est pas en mesure de dissiper cette puissance alors elle chauffera puis se détruira. ou encore P = U² / R = (150 x 150) / 1. 500 = 22. 500 / 1. 500 = 15 W Second exemple: Quelle est la puissance P dissipée? P = U. I = 2 x 0, 05 = 0, 1 W R = U / I = 2 / 0, 05 = 40 Ω ou R = P / I² = 0, 1 / (0, 05 x 0, 05) = 0, 1 / 0, 0025 = 40 Ω ou encore R = U² / P = 2² / 0, 1 = 4 / 0, 1 = 40 Ω Vérifiez que vous avez bien assimilé cette leçon, c'est indispensable!
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