Caractéristiques de quelques dipôles

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1 Lycée Mohamed belhassan elouazan Saf Caactéstques de quelques dpôles Stuaton déclenchante Délégaton de Saf Blan I- Intoducton - Défntons & classfcaton on appelle dpôle tout composant électque ayant deux bones ; un dpôle passf est un dpôle qu, banché seul au voltmète, ne pésente pas de tenson à ses bones ; un dpôle actf est un dpôle qu tansfome l énege électque en une aute fome d énege, ou nvesement.. Popétés ) Un dpôle passf : dpôle dont la caactéstque statque passe pa l'ogne O (U 0 0 et I 0 0). ) Un dpôle actf : dpôle dont la caactéstque statque ne passe pas pa l'ogne O (U 0 0 et I 0 0). ) Un dpôle est lnéae s sa caactéstque est une dote affne. v) On dt qu un dpôle est symétque s sa caactéstque u() ou (u) est telle qu un changement de en (-) entaîne un changement de u en (-u). Dans le cas contae on da que le dpôle est non symétque. xemples: Les dpôles passfs ésstances Toutes lampes électques Dodes Bobnes Condensateus... Les dpôles passfs Moteus électques Accumulateus Cuves à électolyse Conventon d oentaton Sot un dpôle quelconque D, pacouu pa un couant postf et soums à une tenson u postve. S le sens de est le même que le sens de la flèche assocée à la tenson u, on pale de conventon généateu. Dans le cas contae, on pale de conventon écepteu. u > 0 u > 0 d p ô le d p ô le > 0 C o n v e n to n... > 0 C o n v e n to n... n généal, on chost la conventon généateu pou un dpôle actf et la conventon écepteu pou un dpôle passf. II- Dpôles passfs - Caactéstques des dpôles passfs Il s agt de desse la caactéstque couant-tenson de dfféents composants électques.!! Attenton à ne pas dépasse les lmtes de fonctonnement des dpôles!! - - Montage expémentale pou étude la caactéstque des dpôles passfs dataelouad.jmdo.com Pof m.elouad

2 Lycée Mohamed belhassan elouazan Saf Délégaton de Saf - 3- Méthode expémentale On vae U AB pa un dvseu de tenson (ou généateu à tenson églable) donc I AB vae également. On aête à augmente la tenson ou l ntensté du couant électque et on ne dépasse pas les valeus ndqué pa le constucteu pou ne détéoe le dpôle. Le dpôle pote des valeus de U max ou I max ou P max, on calcul la valeu nconnu en applquant P max U max I max. Pou étude le dpôle AB au peme leu le couant électque ccule de A à B, pus on nvese le dpôle dans le montage ou les bones du généateu en tenant comptent la polasaton des appaellages de mesue. - tude de quelques dpôles - - tableaux de mesues a) Le dpôle AB est un conducteu ohmque On le symbolse pa : U AB (V) I AB (ma) U BA (V) I BA (ma) Concluson : Le conducteu ohmque est un dpôle passf lnéae et symétque. b) Le dpôle AB est une lampe On le symbolse pa: où U AB (V) I AB (ma) U BA (V) I BA (ma) dataelouad.jmdo.com Pof m.elouad

3 Lycée Mohamed belhassan elouazan Saf Délégaton de Saf Concluson : La lampe est un dpôle passf non lnéae mas symétque. c) Le dpôle AB est dode nomale à joncton La dode nomale est consttué d un sem-conducteu tel que : le Gemanum, le slcum ou autes atomes dopés. On le symbolse pa : On nomme le sens de A à B le sens dect ou le sens passant de la dode. On nomme le sens de B à A le sens ndect ou le sens bloquant de la dode. Nous étudons essa le dpôle en slcum. U AB (V) I AB (ma) U BA (V) I BA (ma) Concluson : La dode est un dpôle passf non lnéae et asymétque. lle ne lassée passe le couant que dans le sens dect. xecce d applcaton Le ccut c-dessous est consttué d un généateu monté en sée avec une dode nomale, sa caactéstque est epésenté à coté, et un conducteu ohmque de ésstance. On donne : U PN.5 V. - ce en foncton U PN et et la tenson U BN, l expesson de l ntensté de couant électque cculant dans le ccut. - La mesue de l ntensté de couant électque I 5 ma : - - Détemne U BN sous laquelle fonctonne la dode. - - Calcule la ésstance de conducteu ohmque. d) Le dpôle AB est dode Zéne On le symbolse pa : dataelouad.jmdo.com 3 Pof m.elouad

4 Lycée Mohamed belhassan elouazan U AB (V) I AB (ma) Saf U BA (V) I BA (ma) Délégaton de Saf Concluson : La dode Zene est un dpôle passf non lnéae et asymétque. lle se compote comme dode nomale dans le sens dect, mas dans le sens nvese ne lassé passe le couant que pou U U z. e) Le dpôle AB est ésstance vaable avec la tenson (V.D.) ou vastance V.D. : Voltage Dependant essto U AB (V) I AB (ma) U BA (V) I BA (ma) Caactéstque de vastance Concluson : La ésstance V.D. est un dpôle passf non lnéae mas symétque, sa ésstance vae avec la tenson ente ces bones. f) Le dpôle AB est une themstance Les themstances sont tout smplement des ésstances qu ont la popété de vae en foncton de la tempéatue. Banchées en sée avec un généateu, pésentant une ésstance vaable, elles se lassent tavese pa un couant également vaable, en foncton de leu tempéatue. On dstngue deux types de themstances : les themstances à coeffcent de tempéatue postf (CTP) et les themstances à coeffcent de tempéatue négatf (CTN). dataelouad.jmdo.com 4 Pof m.elouad

5 Lycée Mohamed belhassan elouazan Saf Délégaton de Saf Applcaton Les CTN sont utlsées notamment pou les mesues et le contôle de la tempéatue, suvellance et contôle de la tempéatue en mleux gazeux et aquatques, Lmteu d appel de couant, compensateu de la déve themque des ccuts à tansstos. Condtons d utlsaton La CTN est une ésstance qu s utlse ente -00 et 00 c.la ésstance sea alos détemnée suvant les ctèes d utlsaton. Concluson : La themstance est un dpôle passf lnéae et symétque sa ésstance vae avec la tempéatue. dataelouad.jmdo.com 5 Pof m.elouad

6 Lycée Mohamed belhassan elouazan - - ésume Type de dpôle Saf Délégaton de Saf Nom Symbole Caactéstques Concluson Dode à joncton On nomme le sens de A à B le sens dect ou le sens passant. Le sens de B à A le sens ndect ou le sens Bloquant. U BA > 0 : la dode est polasée dans le sens nvese et l ntensté I BA 0, lle se compote comme nteupteu ouvet. U BA < 0 : la dode est polasée dans le sens dect ; on dstngue deux cas : * 0 < U AB < U s et I AB 0, la dode se compote comme solant. * U AB > U s et I AB 0 la dode se compote comme conducteu. U s appelé tenson seul : la tenson mnmal dans laquelle l ntensté este nulle. La caactéstque déale est : La dode est un dpôle passf asymétque. lle ne lassée passe le couant que dans le sens dect. Dpôle passf symétque Dode Zene La caactéstque asymétque : * dans le sens dect la dode zene se compote comme dode nomale. * dans le sens ndect la dode zene ésste au peme leu, mas elle devent conducteu losque la tenson dépasse U z : on nomme ce phénomène pa effet zene. La caactéstque déale est : * - U z > U AB > U s : la dode zene est bloquant * U BA > U z et U AB > U s : la dode zene est bloquant. Dpôle passf asymétque Dode électolumnescen ce D..L Photoésstance Themoésstante vastance Dpôle non lnéae et asymétque, se compote comme dode nomale seulement la tenson seul dépend de la lumèe émse de la dode. * U s.8 V : Pou un LD ouge * U s.5 V : Pou un LD vet et jaune. * U s V : Pou un LD blanc dpôle passf et symétque, l se compote comme conducteu ohmque ; sa ésstance vae selon la lumnescence ecevant. Plus la lumnescence est mpotante plus la ésstance est pette. Plus la lumnescence est fable (obscuté) plus la ésstance est gande. dpôle passf symétque, sa ésstance vae avec la tempéatue ; on dstngue : * CTP : la themstance à coeffcent de tempéatue postf, sa ésstance augmente avec l augmentaton de la tempéatue. * CTN : la themstance à coeffcent de tempéatue négatf, sa ésstance dmnue avec l augmentaton de la tempéatue. la caactéstque non lnéae passant pa l ogne, elle se compote ndépendant de l ntensté cculant V.D. est dpôle symétque dataelouad.jmdo.com 6 Pof m.elouad

7 Lycée Mohamed belhassan elouazan Saf Délégaton de Saf III- Dpôles actfs - Le généateu - - Défnton : Un généateu est un dpôle actf founssant de l énege électque au este d un ccut femé. - - Symbole - 3- Conventon généateu : l ntensté et la tenson ont même sens. U PN V P V N > 0 c.-à-d. V P > V N. Donc le couant électque à l ntéeu des généateus passe dans le sens des tensons électques cossantes - 4- caactéstques d un dpôle actf lnéae ) Caactéstque généateu : Ple a) Montage expémentale Losque l nteupteu K est ouvet le voltmète ndque une valeu maxmal U PN, et losqu on feme K avec vaaton de la poston du cuseu de héostat, on obseve que U PN dmnue avec augmentaton de l ntensté du couant électque. b) Tableau de mesue U PN (V) I (ma) 9 0 c) Taçage de la caactéstque : U PN f(i) La caactéstque est poton de dote qu ne passe pas pa l ogne, on dt que le ple est un dpôle actf lnéae. L équaton de la caactéstque est : U PN ai b U PN Avec a le coeffcent decteu de la dote a, Il a une dmenson de la ésstance. I b : l odonné à l ogne coespondant à I 0, Il a une dmenson de la tenson. On généale la caactéstque est de la fome ; dataelouad.jmdo.com 7 Pof m.elouad

8 Lycée Mohamed belhassan elouazan Saf Délégaton de Saf d) Lo d Ohm pou un généateu Sgnfcaton physque de a et b. On pose - a, tel que est la ésstance ntene du ple et on le défnt pa la valeu absolue du coeffcent U PN decteu de la caactéstque du ple :. I b : est la tenson du ple losque couant est nul (ccut ouvet). lle nommé la foce électomotce du ple (f.e.m) son symbole est, est la tenson ente les bones du ple losque le ccut est ouvet. On éct U PN s I 0. Donc L équaton de la caactéstque de généateu s éct sous la fome : d Ohm pou le généateu. On epésente donc le généateu comme sut : U PN I : c est la lo emaque : le généateu est consdéé déal ss a ésstance ntene est nulle. Caactéstque d un généateu déal - 5- Cout-ccut Losqu on ele les bones d une ple pa un conducteu métallque, la tempéatue augmente avec dsfonctonnement de la ple, cec peut ésulte des nflammatons. On dt qu on a céé un cout-ccut de la ple utlsée. dans un cout-ccut la tenson devent nulle c.à.d. U PN 0 I cc 0, donc I CC. I cc : l ntensté du cout-ccut, pou la détemne on polonge la caactéstque, en gadant sa fome lnéae, et l ntesecton de la dote avec l axe des ntenstés est I cc. On peut éce l équaton caactéstque d un dpôle actf en utlsant la conductance à savo que g donc U PN I c.à.d. gu PN Icc I pa conséquent : I Icc gu PN dataelouad.jmdo.com 8 Pof m.elouad

9 Lycée Mohamed belhassan elouazan Saf Délégaton de Saf emaque : la caactéstque des généateus nomaux ne este lnéae s l ntensté du couant, avec laquelle la ple almente le ccut, augmente Assocaton des généateus Assocaton en sée On applque la lo des assocatons des tensons P N : on éct U U U I I I ( ) I P N P N P N C.à.d. et Ce ésultat peut généalse à tous dpôles actfs montés en sée : ʺLe dpôle actf (, ) équvalent à l ensemble des dpôles actfs lnéaes G (, ) et G (, ) et..et G n ( n, n ) tel que Assocaton en paallèle n et n. d apès le schéma on éct: U PN I, et on applque la lo des nœuds I I c.à.d. I I ' ' La tenson ente les bones de dpôle équvalent : U PN I tel que : et. Ce ésultat peut généalse à n dpôles actfs lnéaes et dentques (, ) montés en paallèle: ʺLe dpôle actf (, ) équvalent à l ensemble des dpôles actfs lnéaes et dentques (, ) tel que ' ' et. - écepteu - - Défnton Le écepteu est un dpôle eçot une énege électque en une aute fome d énege assoce à une énege calofque. Le symbol conventonnel d un écepteu est: xemple : lectolyseu et moteu électque dataelouad.jmdo.com 9 Pof m.elouad

10 Lycée Mohamed belhassan elouazan Saf Délégaton de Saf Dans la conventon écepteu u et ont de sens contae. - - Caactéstque d un écepteu : lectolyseu électque Montage électque Manpulaton On utlse comme électolyte la soluton de l acde sulfuque et un héostat pou vae la tenson U AB, pus on enegste dans un tableau les valeus de l ntensté passant dans l électolyseu et la tenson ente ces bones Tableau de mesues U PN (V) I (A) a- Tace la caactéstque ntensté - tenson, et epésente sa pate lnéae. b- quelle est la sgnfcaton physque de la valeu absolue du coeffcent decteu? c- que epésente le pont d ntesecton ente la dote est l axe d odonné? d- ce l équaton de caactéstque du écepteu (lectolyseu électque). xplotaton : a- La caactéstque ntensté - tenson, et la epésentaton de sa pate lnéae. On obseve que la caactéstque U AB f(i) non lnéae dans l ntevalle [0, 0.4 A]. Pou I > 0.4 A la caactéstque U AB f(i) est affne. b- La sgnfcaton physque de la valeu absolue du coeffcent decteu : la ésstance ntene. c- Le pont d ntesecton ente la dote est l axe d odonné epésente la foce conte électomotce. dataelouad.jmdo.com 0 Pof m.elouad

11 Lycée Mohamed belhassan elouazan Saf Délégaton de Saf d- L équaton de caactéstque du écepteu (lectolyseu électque) : U AB I. 3- Le pont de fonctonnement 3- - Défnton Avant de éalsé un montage électque contenant un dpôle actf et aute passf, l faut connate la tenson ente ces bones et l ntensté I F cculant dans les deux, afn d évte la détéoaton de ces composants. Le pont F(I F, U F ) est nommé : pont de fonctonnement, on le détemne pa deux méthodes : ) Méthode gaphque On schématse les deux caactéstques dans le même gaphe et en utlsant même échelle. le pont d ntesecton des caactéstques epésente le pont de fonctonnement F(I F, U F ). ) Méthode analytque On l utlse dans le cas des caactéstques smples en chechant le pont d ntesecton en ésolvant un système d équaton caactésant les dpôles Assocaton d un conducteu ohmque et ple On veut éalse un ccut consttue d un ple, déjà étudé, monté en sée avec un conducteu ohmque de ésstance 0 Ω. Détemne le pont de fonctonnement en utlsant les deux méthodes. ) Méthode gaphque Selon le gaphque on touve : U F 8. V et I F 0.8 A ) Méthode analytque On a U PN I, U AB I et U PN U AB c.à.d. I I donc I F AN : I F 0.8 A et U F 8.8 V 3-3- Assocaton d un dpôle actf lnéae avec un dpôle passf non lnéae Pou détemne le pont de fonctonnement, dans ce cas, l faut utlse la méthode gaphque. xecce d applcaton : on a tos ple : G (6 V, 0 W), G (4.5 V,.5 W) et G 3 ( V, 0 W). On veut ele une lampe avec la ple convenable. A pat des caactéstques des dpôles quel est la ple convenable qu on utlse? éponse : A pat de gaphe, on obseve que la lampe s allume dans cas 3, pa conte les ples G et G détéoent la lampe ca ces caactéstques ne coupe pas la caactéstque de la lampe. dataelouad.jmdo.com Pof m.elouad

12 Délégaton de Saf Saf Lycée Mohamed belhassan elouazan dataelouad.jmdo.com Pof m.elouad 4- Lo de Poullet ) On consdèe le montage suvant : Pou le montage équvalent, on a: 3 donc 3 I Ce ésultat se généalse pou une ntensté du couant cculant dans un ccut ou les composantes sont montées en sée, on l expme pa la elaton suvante : P j j n j n I ) exemple d une assocaton d un conducteu ohmque et un écepteu : ' ' I Ce ésultat se généalse pou une ntensté du couant cculant dans un ccut ou les composantes sont montées en sée, on l expme pa la elaton suvante : p j j q k k k n j q k k k n I '

13 Lycée Mohamed belhassan elouazan IV- Ogangamme pou classe les dpôles en foncton de Uf(I) Saf Délégaton de Saf V- Applcaton dataelouad.jmdo.com 3 Pof m.elouad

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