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Caractéristique d'un électrolyseur
Bonjour!
J'ai un dm à faire pour la rentrée, sauf que je n'arrive pas à démarrer ...
Voici l'énoncé:
Au cours d'une séance de travaux pratiques, un groupe a obtenu une série de mesures qui lui permet de tracer la caractéristique obtenue pour l'électrolyse (cf image)
1)Trouver quand son fonctionnement est linéaire la force électromotrice E' et la résistance interne r de cet électrolyseur. Donner la loi de fonctionnement (la relation entre Uac et I)
2)On fait un circuit composé d'un générateur idéal de tension (Upn=E=6V), un conducteur ohmique de résistance R, l'électrolyseur dont on parlai, un voltmètre à ses bornes et un ampèremètre.
Faire un schéma de ce circuit, fléchez la la tension aux bornes des différents dipôles, et le sens des branchements du voltmètre & de l'ampèremètre.
3)U1(la tension aux bornes de l'électrolyseur)=2,5V. Trouvez I.
4) Trouvez U2 aux bornes du conducteur ohmique, et déduire R.
5)On le laisse fonctionner 45 min sous une tension de 2,50 V.
a)Calculer l'énergie électrique reçue par l'électrolyseur, et déterminer quelle est l'énergie électrique convertie en énergie chimique.En déduire l'énergie résultant de l'effet Joule.
b)Définir et trouver le rendement de l'électrolyseur.
c)Calculer la puissance totale dissipée par effet joule
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1) Pour la loi de fonctionnement j'ai trouvé Uac= RxI
Mais pour le reste je patauge. J'ai essayé avec la formule Uac=E'+rI, mais j'ai deux inconnues, puis avec Pj=rI²=RI² donc que Pj=r=R mais je n'ai pas R, et je n'arrive pas à le déterminer.
2) Cf mon schéma
1) résistance interne r = coefficient directeur de la droite
force électromotrice = ordonnée à l'origine
tu as juste à les lire sur le graph ou à la limite tu peux calculer le coeff directeur avec ya-yb/xa-xb
Bonjour
On te demande la fem E' en fonctionnement lineaire! C'est à dire trouver la valeur de E' quand i=0 !
D'où le fait que ce soit l'ordonnée à l'origine! Merci beaucoup 
Mais s'il vous plaît, la loi de fonctionnement finalement, ce serai pas plutôt Uac=E'+rI?
Pourriez vous me guider s'il vous plaît pour les autres questions? Parce que je n'y arrive vraiment pas...
Merci
Et aussi pour la question 3 j'ai utilisé la relation U1=E'+rI, sauf que j'ai un doute sur le fait que je puisse l'utiliser, et je trouve un résultat assez étonnant: I=145,45A... Mais je ne vois pas du tout comment faire autrement...
S'il vous plaît aidez moi...
Merci
j'ai compris mon erreur le résultat est en mA...
Ensuite Pour la 4) je trouve U2=Uac-U1=5,1V et R=35 ohms
5) a)Je trouve We=2357,1J (ce n'est pas un peu trop?)
b)je trouve 15% Est ce que c'est bon jusque là?
Pour la c) j'ai des problèmes... J'ai utilisé les 2 relations possibles: Pj=U²/R ou Pj=RxI² mais je ne trouve pas la même chose, o,99J avec la première, et o,74J avec la seconde...
Merci
1) ok. Oui c'est bien U=E+rI !!
2) ok
3) ok
4) reprends la loi des mailles !
5) peux tu detailler tes calculs stp ?
Merci!
Donc pour la 5): U1=Uac+U2 et quelqu'un m'a dit +2,5V mais je n'ai pas compris d'où ça vient...
5)a) We=UacxIx
t=6,oxo,145,5x45x60=2357,1J
b)
= Pu/Pe=(E'xI)/(UacxI)=o,9/6,o=o,15
c)Pj=R.I²=35,ox(o,1455)²=o,74J
Voilà
4) non ! E' est déjà inclue dans l'expression de Uac ! Donc ça donne bien U1=Uac+U2 ! Or U1=?
5a) je ne comprends pas ton calcul ! On à W=U*I*t ok ! Mais U s'exprime en volt, I en ampere et t en seconde...
Or U1=R.I Donc U2=Uac-RI? Mais je dois le déduire après R, donc U1=5,1V et U1=R.I
<=> R=U/I= 5,1/o,15=34 ohms
est ce juste maintenant?
5a) oui je converti directement 45 min en secondes en écrivant 45x60
Merci beaucoup de votre aide!
U1 n'est pas égal à R*I !! U1 c'est la tension aux bornes du générateur ! (D'après ton schéma) On te donne sa valeur dans l'énonce !
5a) attention Uac=2,5V !!
Olala désolée... je m'embrouille comme pas possible!
Heureusement que vous êtes là!
4) U1=Upn=6,oV! j'ai confondu Upn et Uac...
Donc: Upn=Uac+U2 <=> U2=Upn-Uac=6,o - 2,5 = 3,5V
U2=RI <=> R=U/I= 3,5/o,15o = 23,3 ohms
5)a) donc 2,5 x o,15o x 45 x 60 = 1012,5J
b)= Pu/Pe=(E'xI)/(UacxI)=o,9/2,5=o,36
c)Pj=R.I²=23,3x(o,15o)²=o,52425W
J'ai des doutes pour la c)...
Merci!
4) voilà ! Très bien !
5a) ok pour ton calcul. Mais je ne comprends ppas la suite de la question... on te donné que ça ? Tu n'a ps plus d'info ?
5b) oui ça me paraît bien !
5c) oui je pense que c'est ça!
Pour la 5 a c'est une formule de mon cours donc voilà. & oui on me donne que ça.
Pour le reste (que j'avais oublier merci de me l'avoir rappelé!) j'ai la formule Wj=R x I² x t = 23,3 x o,15² x 45 x 6o = 471,82 J et ensuite, je ne sais pas comment calculer l'énergie convertie...
merci vous m'avez déjà beaucoup aidé!
5a) A mon avis on veut te faire exploiter l'expression Uac=E'+rI. On veut ainsi te faire calculer l'énergie électrique recue par l'électrolyseur (We=Uac*I*t), l'énegie électrique consommée et transformée en énergie chimique (Wc=E'*I*t) pour ainsi en déduire l'énergie que dissipe l'électrolyseur par effet Joule (du fait de sa résistance interne : Wj=r*I²*t).
Tu vois ce que je veux dire ?
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