CHAPITRE IV.5. L Effet joule et ses conséquences :

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1 CHAPITR IV.5 L ffet joule et ses conséquences : A. nonce de la loi JOUL : n régime permanent, l énergie électrique dissipée par effet Joule dans un dipôle résistif est proportionnelle : - à la résistance électrique du dipôle, - au carré de l intensité du courant qui le traverse, - à la durée du passage du courant. W = R.I 2.t S (seconde) J (Joule) Ω A 2 Remarques : La loi de Joule s applique à tous les dispositifs traversés par un courant électrique. L effet Joule se manifeste quelle que soit la nature du dispositif (actif ou passif). Dans ces conditions, leur modèle comportera obligatoirement un élément résistif. B. Puissance dissipée par effet joule : Définition : La puissance dissipée par effet Joule est égale au produit de la résistance du dipôle par le carré du courant qui le traverse. Ω Ω P = R.I 2 W A 2 L FFT JOUL RIC SAMAMA PAG 1 SUR 6

2 C. Avantages / inconvénients : Les avantages : Chauffage, appareils électroménagers, éclairage par incandescence, protection par fusible, soudage électrique,... Les inconvénients : Dégradation de l énergie (pertes) : Diminution du rendement Échauffement excessif (risque de court-circuit) Limitation de la puissance D. xercices : xercice N 1 B V CB C I 2 I 1 V BA A V CA V CA I 1 I 2 = 24V = 3mA = 6mA = 1kΩ a. Donner l expression de V BA puis calculer sa valeur. b. Donner l expression de puis calculer sa valeur. L FFT JOUL RIC SAMAMA PAG 2 SUR 6

3 c. Déterminer la puissance dissipée dans les éléments résistifs puis. xercice N 2 A I 1 B I 2 C I 6 R 6 D U BF U C R 7 I 5 = 24V = 20V = 8V = 50Ω = 400Ω = 0,4kΩ = 3,5mA U BF I 3 R 3 I 4 U CD U C I 5 R 7 F a. Déterminer U AB. n déduire l intensité du courant I 1 (en ma). Calculer la puissance dissipée dans. b. Déterminer U BC. n déduire l intensité du courant I 2 (en ma). Calculer la puissance dissipée dans. L FFT JOUL RIC SAMAMA PAG 3 SUR 6

4 c. Déterminer l intensité du courant I 3. n déduire l expression puis la valeur de R 3. Calculer la puissance dissipée dans R 3. d. Déterminer la valeur de. Calculer la puissance dissipée dans. e. La puissance dissipée dans l élément résistif R 7 est P R7 = 62.5mW. Calculer la valeur du courant I 6 dans ces conditions. f. Sachant que U CD = 3V, déterminer la valeur de l élément résistif R 6. Calculer la puissance dissipée dans R 6. g. Déterminer l intensité du courant I 4. n déduire l expression puis la valeur de. Calculer la puissance dissipée dans.. xercice N 3 Soit le schéma structurel suivant : L FFT JOUL RIC SAMAMA PAG 4 SUR 6

5 1 A I 2 2 I 1 B C R 3 I 5 I 3 I 4 M D 1 = 10,1V 2 = 2V U CM = 2,3V U BC = 2,6V = 1 kω = R 3 = 1 kω = 500 Ω = 500 Ω a. Déterminer les différences de potentiels U DM, U AB et U DA. b. Déterminer les intensités des courants circulant dans chacun des éléments résistifs. c. Déterminer la puissance dissipée dans les éléments résistifs,, R 3,.et. L FFT JOUL RIC SAMAMA PAG 5 SUR 6

6 xercice N 4 R1 I R 3 = 20V I = 20mA = 500Ω = 2kΩ R 3 = 330Ω = 1kΩ a. Calculer la puissance dissipée par l élément résistif. b. Calculer la puissance dissipée par l élément résistif. c. Calculer la puissance dissipée par les éléments résistifs R 3, et. (Pour, il faudra tout d abord déterminer sa valeur) d. Quelle est la puissance fournie par le générateur? e. Quelle est l énergie absorbée en 1h20 par l ensemble du circuit? L FFT JOUL RIC SAMAMA PAG 6 SUR 6