Physique-Chimie · Tronc Commun — Sciences Expérimentales

Caractéristiques de quelques dipôles passifs et actifs

Le cours expliqué simplement, les questions que tous les élèves se posent et des exercices type examen national. Programme marocain, gratuit.

📘 Fiche de cours

L'essentiel du cours ·

Un dipôle électrique possède deux bornes. Il est passif si la convention récepteur montre qu'il consomme toute l'énergie électrique (ex: conducteur ohmique, lampe). Il est actif s'il peut fournir de l'énergie (générateur) ou en convertir une partie en autre forme (récepteur actif comme un moteur). La caractéristique d'un dipôle est la courbe $U = f(I)$ représentant la tension $U$ à ses bornes en fonction de l'intensité $I$ du courant qui le traverse.

Pour un conducteur ohmique, la caractéristique est une droite linéaire passant par l'origine : $U = R \cdot I$ .
Pour un générateur, la caractéristique est une droite décroissante : $U = E - r \cdot I$ .
Pour un récepteur actif, la caractéristique est une droite croissante : $U = E' + r' \cdot I$ .

Méthodes à maîtriser ·

Tracer une caractéristique expérimentale : placer les points $(I, U)$ sur un papier millimétré et tracer la courbe moyenne (droite le plus souvent).
Exploiter l'équation d'une droite caractéristique $U = a \cdot I + b$ pour déterminer la résistance $R$ , la force électromotrice $E$ ou $E'$ et la résistance interne $r$ ou $r'$ par identification.
Utiliser les conventions (générateur ou récepteur) pour le choix des flèches sur le schéma électrique.

Exemples corrigés ·

Exemple 1 : Soit un conducteur ohmique de résistance $R = 100\,\Omega$ . Calculer la tension $U$ pour $I = 25\,\text{mA}$ . Correction : D'après la loi d'Ohm $U = R \cdot I$ . Avec $R = 100\,\Omega$ et $I = 25 \times 10^{-3}\,\text{A}$ , on a $U = 100 \times 0{,}025 = 2{,}5\,\text{V}$ .

Exemple 2 : Un générateur a pour caractéristique $U = 9 - 1{,}5 \cdot I$ . Déterminer $E$ et $r$ . Correction : Par identification avec l'équation générale $U = E - r \cdot I$ , on trouve $E = 9\,\text{V}$ (ordonnée à l'origine) et $r = 1{,}5\,\Omega$ (la pente de la droite en valeur absolue).

Erreurs fréquentes ·

Oublier de convertir l'intensité $I$ en Ampères (mA en A) ou la tension en Volts.
Confondre la convention générateur (flèches $U$ et $I$ de sens contraires) et la convention récepteur (flèches de même sens).
Penser qu'un générateur a une tension toujours constante (négliger la résistance interne $r$ ).

L'essentiel du cours ·

Pour un conducteur ohmique, la caractéristique est une droite linéaire passant par l'origine : $U = R \cdot I$.
Pour un générateur, la caractéristique est une droite décroissante : $U = E - r \cdot I$.
Pour un récepteur actif, la caractéristique est une droite croissante : $U = E' + r' \cdot I$.

Méthodes à maîtriser ·

Tracer une caractéristique expérimentale : placer les points $(I, U)$ sur un papier millimétré et tracer la courbe moyenne (droite le plus souvent).
Exploiter l'équation d'une droite caractéristique $U = a \cdot I + b$ pour déterminer la résistance $R$, la force électromotrice $E$ ou $E'$ et la résistance interne $r$ ou $r'$ par identification.
Utiliser les conventions (générateur ou récepteur) pour le choix des flèches sur le schéma électrique.

Exemples corrigés ·

Exemple 1 : Soit un conducteur ohmique de résistance $R = 100,\Omega$. Calculer la tension $U$ pour $I = 25,\text{mA}$. Correction : D'après la loi d'Ohm $U = R \cdot I$. Avec $R = 100,\Omega$ et $I = 25 \times 10^{-3},\text{A}$, on a $U = 100 \times 0{,}025 = 2{,}5,\text{V}$.

Exemple 2 : Un générateur a pour caractéristique $U = 9 - 1{,}5 \cdot I$. Déterminer $E$ et $r$. Correction : Par identification avec l'équation générale $U = E - r \cdot I$, on trouve $E = 9,\text{V}$ (ordonnée à l'origine) et $r = 1{,}5,\Omega$ (la pente de la droite en valeur absolue).

Erreurs fréquentes ·

Oublier de convertir l'intensité $I$ en Ampères (mA en A) ou la tension en Volts.
Confondre la convention générateur (flèches $U$ et $I$ de sens contraires) et la convention récepteur (flèches de même sens).
Penser qu'un générateur a une tension toujours constante (négliger la résistance interne $r$).

🌉 Jisr : les mots du chapitre FR ⇄ AR

Tu as appris les sciences en arabe ? Touche un mot pour voir sa traduction et une explication en darija.

La question que tu n'oses pas poser en classe ? Pose-la à UstadZéro jugement, même en darija, même à minuit. Il t'explique pas à pas et corrige ta démarche. Gratuit.Commencer gratuitement

Défi flash : 4 questions

Sans compte

🎯 Caractéristiques de quelques dipôles passifs et actifs

1/4

Un dipôle passif est un dipôle qui :

❓ Questions fréquentes

C'est quoi la différence entre un dipôle passif et un dipôle actif ?

Un dipôle passif (bhal lmoqawama) kay stahlak ghir ttaqa w kay howilha l'harara (Effet Joule). Ama l'dipôle actif (bhal l'batariya wla l'moharrik) kay toulid ttaqa (générateur) wla kay howilha l'noé a5or bhal ttaqa mikanikiya (récepteur actif).

Comment on trace la caractéristique d'un dipôle en laboratoire ?

Kansta3mlo montada kohrabaiya fiha générateur réglable, ampermètre (monté en série) bach nqiso $I$ , w voltmètre (monté en dérivation) bach nqiso $U$ . Kanbaddlo taçrif l'générateur w kanqaydo ntihat $(I, U)$ f kol hala, w f l'a5ir kanroçmo l'manhania $U = f(I)$ .

Kansta3mlo montada kohrabaiya fiha générateur réglable, ampermètre (monté en série) bach nqiso $I$, w voltmètre (monté en dérivation) bach nqiso $U$. Kanbaddlo taçrif l'générateur w kanqaydo ntihat $(I, U)$ f kol hala, w f l'a5ir kanroçmo l'manhania $U = f(I)$.

Chno hiya dalaala fisikaiya dyal l'pente (la pente) f característica dyal conducteur ohmique ?

La pente dyal l'manhania $U = f(I)$ dyal chi moçil oumi hiya lqima dyal l'moqawama $R$ . Katkon $a = \frac{\Delta U}{\Delta I} = R$ , w wahdato hiya Ohm ( $\Omega$ ).

La pente dyal l'manhania $U = f(I)$ dyal chi moçil oumi hiya lqima dyal l'moqawama $R$. Katkon $a = \frac{\Delta U}{\Delta I} = R$, w wahdato hiya Ohm ($\Omega$).

Qu'appelle-t-on "convention récepteur" ?

C'est un choix d'orientation des flèches pour le dipôle : la flèche représentant la tension $U_{AB}$ entre les bornes A et B et la flèche représentant l'intensité $I$ du courant qui traverse le dipôle de A vers B sont orientées en sens contraires (ou même sens ? Attention : En convention récepteur, le courant entre par la borne A et sort par B, et la tension $U_{AB}$ est orientée de A vers B, donc les flèches sont de sens opposés).

Quelle est l'expression de la loi d'Ohm pour un conducteur ohmique ?

La loi d'Ohm s'écrit : $U = R \cdot I$ avec $U$ en Volts (V), $R$ en Ohms ( $\Omega$ ) et $I$ en Ampères (A).

La loi d'Ohm s'écrit : $$U = R \cdot I$$ avec $U$ en Volts (V), $R$ en Ohms ($\Omega$) et $I$ en Ampères (A).

Pourquoi la tension d'un générateur diminue-t-elle quand l'intensité augmente ?

Parce que l'équation du générateur est $U = E - r \cdot I$ . Quand $I$ (l'intensité) katzad, l'terme $r \cdot I$ kaykbr, dakchi 3lach l'totor $U$ bayn marbiwatih kaynqas b sabab l'moqawama dakhiliyat $r$ dyal l'générateur.

Parce que l'équation du générateur est $U = E - r \cdot I$. Quand $I$ (l'intensité) katzad, l'terme $r \cdot I$ kaykbr, dakchi 3lach l'totor $U$ bayn marbiwatih kaynqas b sabab l'moqawama dakhiliyat $r$ dyal l'générateur.

Qu'est-ce que la force électromotrice (f.e.m.) d'un générateur ?

C'est la tension $E$ aux bornes du générateur lorsqu'il débite un courant nul ( $I = 0$ ), c'est-à-dire à vide. Elle s'exprime en Volts (V).

C'est la tension $E$ aux bornes du générateur lorsqu'il débite un courant nul ($I = 0$), c'est-à-dire à vide. Elle s'exprime en Volts (V).

Comment identifier graphiquement la résistance interne d'un récepteur actif ?

L'équation caractéristique est $U = E' + r' \cdot I$ . La résistance interne $r'$ représente la pente de la droite caractéristique $U(I)$ (c'est-à-dire $r' = \frac{\Delta U}{\Delta I}$ ).

L'équation caractéristique est $U = E' + r' \cdot I$. La résistance interne $r'$ représente la pente de la droite caractéristique $U(I)$ (c'est-à-dire $r' = \frac{\Delta U}{\Delta I}$).

Wa9tash kanstakhdomou l'loi d'Ohm ghir b tariqa khassa f l'exercices ?

Kanstakhdomouha mli kanbghiw nçibo l'totor $U$ wla l'chiddat $I$ f chi circuit fih moçilat ohmiya, wla mli kanbghiw n'takhdo qimat $R$ mn l'manhania tajribi.

Qu'est-ce qu'un dipôle linéaire ?

Un dipôle est dit linéaire si sa caractéristique $U(I)$ est une portion de droite (elle obéit à une relation affine de la forme $U = a \cdot I + b$ ).

Un dipôle est dit linéaire si sa caractéristique $U(I)$ est une portion de droite (elle obéit à une relation affine de la forme $U = a \cdot I + b$).

Quelle est l'unité de la résistance interne d'un récepteur r' ?

L'unité de $r'$ est l'Ohm ( $\Omega$ ), exactement comme la résistance d'un conducteur ohmique.

L'unité de $r'$ est l'Ohm ($\Omega$), exactement comme la résistance d'un conducteur ohmique.

Chno hwa dor l'ampermètre w l'voltmètre f montada tajribiya?

L'ampermètre kayt7t f silsila (en série) bach ya3rf chiddat ttiyar $I$ li dayez. L'voltmètre kayt7t f tadwir (en dérivation) 3la marbitay l'dipôle bach ya3rf l'totor $U$ binathom.

✍️ Exercices type examen national

Exercice 1

On étudie un dipôle $D$ au laboratoire. Les mesures ont permis d'obtenir le tableau suivant :

$I\,(\text{mA}) \quad : \quad 0 \quad 20 \quad 40 \quad 60 \quad 80 \quad 100$
$U\,(\text{V}) \quad : \quad 1{,}5 \quad 2{,}3 \quad 3{,}1 \quad 3{,}9 \quad 4{,}7 \quad 5{,}5$

Tracer la caractéristique $U = f(I)$ du dipôle $D$ (échelle : $1\,\text{cm pour } 20\,\text{mA}$ et $1\,\text{cm pour } 1\,\text{V}$ ).
Le dipôle $D$ est-il passif ou actif ? Justifier.
Déterminer l'équation caractéristique de ce dipôle.
En déduire la nature de ce dipôle et calculer ses paramètres caractéristiques.

Exercice 1

On étudie un dipôle $D$ au laboratoire. Les mesures ont permis d'obtenir le tableau suivant :

$I,(\text{mA}) \quad : \quad 0 \quad 20 \quad 40 \quad 60 \quad 80 \quad 100$
$U,(\text{V}) \quad : \quad 1{,}5 \quad 2{,}3 \quad 3{,}1 \quad 3{,}9 \quad 4{,}7 \quad 5{,}5$

Tracer la caractéristique $U = f(I)$ du dipôle $D$ (échelle : $1,\text{cm pour } 20,\text{mA}$ et $1,\text{cm pour } 1,\text{V}$).
Le dipôle $D$ est-il passif ou actif ? Justifier.
Déterminer l'équation caractéristique de ce dipôle.
En déduire la nature de ce dipôle et calculer ses paramètres caractéristiques.

Voir la correction détaillée : inscription gratuite

Exercice 2

Un générateur de force électromotrice $E = 12\,\text{V}$ et de résistance interne $r = 2\,\Omega$ alimente un conducteur ohmique de résistance $R = 28\,\Omega$ .

Rappeler l'expression de la tension aux bornes du générateur en fonction de $E$ , $r$ et $I$ .
Exprimer la tension aux bornes du conducteur ohmique en utilisant la loi d'Ohm.
Calculer l'intensité $I$ du courant qui circule dans le circuit.
Calculer la tension $U_G$ aux bornes du générateur.

Exercice 2

Un générateur de force électromotrice $E = 12,\text{V}$ et de résistance interne $r = 2,\Omega$ alimente un conducteur ohmique de résistance $R = 28,\Omega$.

Rappeler l'expression de la tension aux bornes du générateur en fonction de $E$, $r$ et $I$.
Exprimer la tension aux bornes du conducteur ohmique en utilisant la loi d'Ohm.
Calculer l'intensité $I$ du courant qui circule dans le circuit.
Calculer la tension $U_G$ aux bornes du générateur.

Voir la correction détaillée : inscription gratuite

Exercice 3

On dispose d'une pile dont la tension à vide est $4{,}5\,\text{V}$ et dont la résistance interne est $r = 0{,}5\,\Omega$ . On branche cette pile aux bornes d'une résistance $R$ .

Écrire la relation entre la tension $U$ aux bornes de la pile et l'intensité $I$ .
Si le courant qui traverse le circuit est $I = 0{,}5\,\text{A}$ , quelle est la tension $U$ aux bornes de la pile ?
Calculer la valeur de la résistance $R$ du conducteur ohmique branché.
Si on court-circuite la pile ( $R = 0$ ), quelle sera l'intensité du courant de court-circuit $I_{cc}$ ?

Exercice 3

On dispose d'une pile dont la tension à vide est $4{,}5,\text{V}$ et dont la résistance interne est $r = 0{,}5,\Omega$. On branche cette pile aux bornes d'une résistance $R$.

Écrire la relation entre la tension $U$ aux bornes de la pile et l'intensité $I$.
Si le courant qui traverse le circuit est $I = 0{,}5,\text{A}$, quelle est la tension $U$ aux bornes de la pile ?
Calculer la valeur de la résistance $R$ du conducteur ohmique branché.
Si on court-circuite la pile ($R = 0$), quelle sera l'intensité du courant de court-circuit $I_{cc}$ ?

Voir la correction détaillée : inscription gratuite

Un prof de Physique-Chimie pour aller plus loin

Les cours du soir avec des profs vérifiés arrivent : inscris-toi pour être prévenu(e) en premier.

Être prévenu(e) gratuitement

Autres chapitres de Physique-Chimie

Extraction, séparation et identification d'espèces chimiques