Brancher un dipôle sur un générateur : à quel courant va-t-il fonctionner ?
www.ndolomath.comFiche de révision de Physique : « Point de fonctionnement d’un circuit », proposée par ndolomath.comndolomath
Point de fonctionnement d’un circuit
💡 Idée principale : le point de fonctionnement est l’intersection des caractéristiques du générateur et du récepteur. Il donne la tension et l’intensité réelles du circuit.
Étapes résumées
Générateur : .
Récepteur : .
Au point de fonctionnement, les deux tensions sont égales.
Méthode graphique ou par calcul (loi de Pouillet).
Méthode graphique
1
Tracer
La caractéristique du générateur.
2
Superposer
Celle du récepteur sur le même graphe.
3
Lire
Les coordonnées du point d’intersection : et .
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1. Comprendre : un accord entre deux dipôles
Quand on relie un générateur à un récepteur, le courant et la tension prennent les valeurs qui conviennent aux deux à la fois. Graphiquement, c’est le point où leurs caractéristiques se coupent. Par le calcul, on égale les deux expressions de : c’est la loi de Pouillet.
Méthode par le calcul
2. Loi de Pouillet
Valable pour un circuit série comportant générateurs, récepteurs actifs et résistors.
Exemple guidé
Une pile (E = 9 V, r = 1 Ω) alimente un résistor de 8 Ω. Calcule I et U.
Solution : . .
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3. Cas d’une diode
La caractéristique n’est pas une droite.
On cherche graphiquement l’intersection.
Le résistor de protection fixe le courant.
Application : pile et moteur
Exercice type
Une pile (E = 9 V, r = 1 Ω) alimente un moteur (E′ = 6 V, r′ = 2 Ω) et un résistor de 3 Ω en série. Calcule l’intensité.
Solution : Loi de Pouillet : . . Tension aux bornes de la pile : .
1
Tracer
Les deux caractéristiques sur le même graphique.
2
Lire
Le point d’intersection donne I et U.
3
Vérifier
Par la loi de Pouillet.
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À toi de jouer
1. E = 6 V, r = 1 Ω, R = 5 Ω : I ?
2. Comment trouve-t-on graphiquement le point de fonctionnement ?
3. E = 12 V, r = 1 Ω, moteur E′ = 8 V, r′ = 3 Ω : I ?
Réponses : 1 A · intersection des caractéristiques · 1 A. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.
Erreurs fréquentes
N’oublie pas la résistance interne du générateur.
Dans Pouillet, les f.c.é.m. se soustraient.
La loi de Pouillet ne s’applique qu’à un circuit en série.
Méthode
Additionne toutes les résistances, fais la différence des f.é.m. et f.c.é.m., puis divise.
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