Fiche de révision

Physique

Le générateur électrique

Pile, batterie, panneau solaire : comment décrire un générateur ?

www.ndolomath.com

Fiche de révision de Physique : « Le générateur électrique », proposée par ndolomath.comndolomath

Le générateur électrique

💡 Idée principale : un générateur fournit de l’énergie électrique. Il est caractérisé par sa force électromotrice

E

et sa résistance interne

r

:

U = E - r I

.

Étapes résumées

Symbole normalisé et convention générateur.
Caractéristique : $U_{P N} = E - r I$ .
E : tension à vide ; r : résistance interne.
En série, les f.é.m. s’additionnent ; en parallèle (identiques), le courant se partage.

Caractéristique d’un générateur

Formule

U_{P N} = E - r I

Eforce électromotrice en Vrrésistance interne en ΩIcourant débité en A

Fiche de révision de Physique : « Le générateur électrique », proposée par ndolomath.comndolomath

1. Une droite décroissante

À vide (I = 0),

U = E

.

La pente vaut

- r

.

Court-circuit :

I_{c c} = E / r

, dangereux.

2. Comprendre : la chute de tension interne

Une pile neuve affiche 1,5 V à vide. Quand elle débite, la tension à ses bornes baisse un peu : une partie de l’énergie est perdue en chaleur dans la pile elle-même. On modélise cette perte par une résistance interne $r$ . Plus le courant est grand, plus la chute $r I$ est importante.

Associations de générateurs

En série

E = E_{1} + E_{2}

et

r = r_{1} + r_{2}

.

/

En parallèle (identiques)

E

inchangée et

r_{éq} = r / n

.

Fiche de révision de Physique : « Le générateur électrique », proposée par ndolomath.comndolomath

Exemple guidé

Une pile a $E = 4, 5 V$ et $r = 1, 5 Ω$ . Elle débite 0,4 A. Calcule la tension à ses bornes.

Solution :

U = 4, 5 - 1, 5 \times 0, 4 = 3, 9 V

.

Application

Exercice type

Énoncé

Une batterie de moto a une f.é.m. de 12 V et une résistance interne de 0,5 Ω. Elle débite 4 A. Calcule la tension à ses bornes et la puissance perdue par effet Joule.

Solution

U = E - r I = 12 - 0, 5 \times 4 = 10 V

.
Puissance perdue :

r I^{2} = 0, 5 \times 16 = 8 W

.
Puissance électrique fournie au circuit :

U I = 40 W

.

3. Associer des piles identiques

Montage	f.é.m.	Résistance interne
n en série	nE	nr
n en parallèle	E	r/n

Fiche de révision de Physique : « Le générateur électrique », proposée par ndolomath.comndolomath

À toi de jouer

1. Que vaut U quand le générateur ne débite pas ?

2. E = 12 V, r = 0,5 Ω, I = 2 A. U ?

3. Trois piles de 1,5 V en série : f.é.m. totale ?

Réponses : E · 11 V · 4,5 V. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.

Erreurs fréquentes

La tension aux bornes baisse quand le courant augmente.
Le court-circuit peut détruire le générateur.
Respecte les polarités dans une association en série.

Méthode

Écris

U = E - r I

, puis combine avec la loi d’Ohm du récepteur pour trouver I.

Fiche de révision de Physique : « Le générateur électrique », proposée par ndolomath.comndolomath

Va plus loin avec Ndolomath

Ces ressources sont payantes.

Ta classe complète, corrigée

Écris-nous : on t’envoie tous les cours et exercices corrigés de ta classe.

+237 682 468 359 contact.ndolomath@gmail.com

Le générateur électrique

Le générateur électrique

Caractéristique d’un générateur

1. Une droite décroissante

2. Comprendre : la chute de tension interne

Associations de générateurs

En série

En parallèle (identiques)

Exemple guidé

Application

Énoncé

Solution

3. Associer des piles identiques

À toi de jouer

Erreurs fréquentes

Méthode

Va plus loin avec Ndolomath

Tous les cours et exercices corrigés de Physique

Épreuves séquentielles entièrement corrigées

Sujets d’examen corrigés

Cours de mathématiques de la 6e à la Terminale

Ressources de la 6e à la Terminale

Ta classe complète, corrigée