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Circuit équivalent

Posté par
caprem
27-04-11 à 17:59

PS: S'il vous plait ne me donné pas les réponses mais seulement des pistes. Commencé par répondre au question que je pose (voir réponse) et vérifier mes premières réponses. Je continuerais une fois que ces questions auront eu des réponses.



Etudions sous quelles conditions sur ETh et RTh, on peut remplacer le circuit 1 ci-dessous par le circuit 2.

1) Pour E=0, que dire des potentiels des points P et N ? Peut-on dire que tout se passe comme si le point P était relié par un fil conducteur au point N dans ce cas ?

2)a. Dans ce cas particulier, exprimer la résistance Réq entre les points A et B en fonction de R pour le circuit 1.

b. Que vaut la résistance entre ces me^mes points pour le circuit 2 dans les me^mes conditions ?

3) En déduire une méthode de calcul de RTh

4) Si le circuit entre les points A et B reste ouvert, quelle sera la valeur I0 de l'intensité du courant figurant sur les schémas ?

5) Répondre aux questions suivantes pour cette valeur particulière I0 de l'intensité et pour le circuit 1
a.Exprimer Réq en fonction de R
b. Exprimer l'intensité du courant dans le circuit en fonction de E et R
c. En déduire l'expression de UAB en fonction de l'intensité et de R

6) Pour le circuit 2 et toujours pour la valeur particulière I0 de l'intensité, exprimer UAB en fonction de ETh

7) En déduire une méthode de calcul de ETh

8) Si on place un conducteur ohmique de resistance R entre les points A et B, l'intensité du courant est donc maintenant différente de I0.
a.Exprimer I en fonction de ETh, RTh et R
b. Pour E=6.0 V et R=1.0 kW, calculer ETh


Réponse :
1) Si E=0 alors UPN=0 car une tension ne peux pas être négative. UPN=E-rI
UPN=0 V
On sait que la masse d'un circuit est toujours : VN=0V
donc
UPN=VP-VN
VP=UPN+VN=0+0=0 V
VP=0 V
Oui, on peut dire que cela revient au même car il n'y a pas de tension dans le circuit donc sans tension les conducteurs ohmiques ne change rien.

2)a. je comprend pas très bien la question entre A et B ça comprend seulement les conducteurs ohmiques en dérivations ou tous ceux du circuit (dérivation + celui en série).

Si que ceux en dérivation:
1/Réq=1/R+1/R=2/R
Réq=R/2

Si tout les conducturs ohmiques du circuit :
Réq'=R/2 ( calculer au dessus)
Réq=Réq'+R
Réq=R/2+R=R/2+2R/2=3R/2
Réq=3R/2

b) Je ne comprend toujours pas que veux dire entre A et B
Réq''=RTh

3) Il faut utiliser quoi ?? Réq du circuit 1 ou autre chose.

Circuit équivalent

Posté par
caprem
re : Circuit équivalent 27-04-11 à 18:02

3) RTh=Réq ??

Posté par
caprem
re : Circuit équivalent 27-04-11 à 18:06

4) Si le circuit reste ouvert: I0=0 A car dans un circuit ouvert, il n'y a pas d'intensité.
C'est juste ?

Posté par
caprem
re : Circuit équivalent 27-04-11 à 18:26

5)a.  C'est pareil que dans la question 2).a ?? Réq=3R/2

b.   U=RI

Loi d'additivité des tension :
E= U1+U2        U2 et U3 : tension aux borne des conducteurs ohmiques en dérivation U2=U3 car circuit en dérivation

E=RéqI
I=E/Réq

Posté par
caprem
re : Circuit équivalent 27-04-11 à 20:29

quelqu'un peut m'aider ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 08:30

Bonjour,

Tu as eu raison d'indiquer toutes tes propositions de réponses.

1) Quand deux points sont au même potentiel (quand il n'y a pas de différence de potentiel, ou de tension, entre deux points) on peut toujours les réunir par un court-circuit.

2a) Ton calcul est faux.

N'oublie pas que tu viens de remplacer le générateur par un court-circuit. Tu peux donc (éventuellement) redessiner le circuit et tu verras que les trois résistances, vues de A et B, sont en parallèle.

2b) Oui RTh

3) Peux-tu rédiger une phrase ?

4) Oui, I0 = 0 A

5a) Ce n'est pas pareil qu'à la question 2a
Mais maintenant ton calcul est juste. Le circuit a bien une résistance totale de Réq = R + (R/2) = 3R/2

5b) Oui, mais il faut remplacer Réq par 3R/2

I = 2E/(3R)

5c) En conséquence que vaut UAB pour I = 0 A ?

Posté par
caprem
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 12:22

1) Ma réponse est juste ?? Je ne comprend pas : " on peut toujours les réunir par un court circuit"

2a) 1/Réq=1/R+1/R=2/R
Réq=2/R

2b) Tu penses que ma réponse est bonne ??
Réq" est différente de Réq du circuit 1


5c) UAB=RI0

Comme I0= 0 V

Alors
UAB=R0
UAB= 0 V

Posté par
Coll Moderateur
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 12:29

Question 1
Un court-circuit est un conducteur de résistance nulle.
Donc tu peux supprimer le générateur mais pas en laissant un "trou", en remplaçant ce générateur par un fil conducteur.
Ne resteront que les trois résistances ; et ces trois résistances sont en parallèle vues depuis A et B

Une question à la fois, s'il te plaît, sinon on ne s'y retrouvera plas.

Posté par
caprem
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 12:32

"en parallèle vue de A et B " en dérivation ?

Posté par
caprem
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 13:07

Voici ce que je penses marquer sur ma feuille après avoir vue tes explications

Question 1

Si E = 0 V alors UPN = 0 V car une tension ne peut pas e^tre négative :
UPN = E - r I
UPN = 0 V

On sait que la masse d'un circuit est toujours : VN = 0 V

donc :
UPN = VP - VN
VP = UPN + VN = 0 + 0 = 0 V
VP = 0 V

On peut toujours réunir par un court circuit (ici un fil conducteur) deux points quand ils sont au même potentiel.

On voit ici que les potentiels en P et en N sont les mêmes : VP = VN = 0 V donc nous pouvons remplacer le générateur par un fil conducteur.

Posté par
caprem
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 13:12

Comme tu n'es pas la je vais mettre les autres réponses que j'ai déduit de tes explications :

Question 2 a)

Si le générateur a été remplacé par un fil conducteur alors les trois conducteurs ohmiques sont à présent en dérivation entre A et B.

Donc :
1/Réq = 1/R +1/R + 1/R = 3/R

Réq = R/3


Question 2 b)

Si le générateur a aussi été remplacé par un fil conducteur alors le conducteur ohmique est en série.
Donc :
Réq = RTh

Posté par
Coll Moderateur
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 13:20

Très bien !

Quelle phrase proposes-tu maintenant pour la question 3 ?

Posté par
caprem
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 13:21

Question 3)

Si l'on veut pouvoir remplacer le circuit 1 par le circuit 2 (voir énoncé). il faut que Réq du circuit 1 soit égale à RTh du circuit 2.

Question 4)

Si le circuit reste ouvert : I0 = 0 A car dans un circuit ouvert, il n'y a pas d'intensité.

Question 5 a)

1/Réq' = 1/R + 1/R = 2/R
Réq' = R/2
Réq = R + Réq'
Réq = R + R/2 = 2R/2 + R/2 = 3R/2
Réq = 3R/2

Posté par
Coll Moderateur
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 13:26

Voici ce que je te propose pour la question 3

Pour calculer la résistance équivalente RTh du circuit 2, on remplace le (ou les) générateur(s) du circuit 1 par un (ou des) court(s)-circuit(s) et on calcule la résistance équivalente entre les bornes A et B du circuit 1 ainsi modifié.

D'accord pour tes réponses aux questions 4 et 5a

Posté par
caprem
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 13:33

Pour la question 3

Sinon pourquoi pas :
On branche le circuit 1 sur un générateur avec une intensité et une tension pré-défini et constante ensuite on utilise la Loi d'ohm pour calculer la résistance équivalente du circuit comme on a alors I et U.
Puis comme l'on veut pouvoir remplacer le circuit 1 par le 2. La résistance  RTh doit être égale à la résistance équivalente du circuit 1 ainsi les 2 circuit reviendront au même.

Posté par
caprem
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 13:34

Pour déterminer les différentes tensions necessaire au calcul, on utilisera des voltmétre

Posté par
Coll Moderateur
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 13:43



Ce n'est pas du tout l'esprit de l'exercice.
Ce n'est pas un TP. C'est un exercice à résoudre par les calculs.

Réponses à 5b et 5c ?

Posté par
caprem
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 13:52

ok, je prendrais donc ta réponse

Question 5 b)

U = R I

loi d'additivité des tensions :
E = U1 + U2 (ou U3)  var U2 et U3 sont les tensions aux bornes des conducteurs ohmiques en dérivation. Ces deux conducteurs ohmiques sont en dérivation donc U2 = U3

E = Réq I
I = E/Réq
On sait que Réq = 3R/2

donc :

I = E/(3R/2) = E 2/3R = 2E/3R
I = 2E/3R

Posté par
Coll Moderateur
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 13:53

Parfait !

Posté par
prbebo
circuit equivalent 28-04-11 à 13:59

je prends seulement connaissance de ton appel au secours. Je n'y repondrai pas dans le detail, car je vois qu'avec M. Coll tu es en  bonnes mains et que la solution approche tout doucement. Je te fais juste deux remarques : la reponse aux questions 3 et 7 se trouve forcement dans ton cours, car elles expliquent comment en pratique on calcule les elements ETH et RTH de ce qu'on appelle "generateur equivalent" ou "circuit equivalent" ou "generateur de Thevenin" (cf circuit 2). Lorsque tu auras trouve ces deux elements, la question 8 se fera tout seul, a condition de ne pas exprimer R1 en kW mais en k.
Je continue bien sur a suive votre discussion.  Prbebo.

Posté par
Coll Moderateur
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 14:03

Bonjour prbebo !

Posté par
caprem
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 14:14

merci

Question 5 c)

U = R I

Si I = 0 A alors U = 0 V
Donc comme I0 = 0 A :
UAB = 0 V

Posté par
caprem
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 14:18

Question 6)

UPN = E - r I
UAB = ETh - RTh I0
ETh = UAB + (RTh I0)

I0 = 0 A

Donc
ETh = UAB

Posté par
Coll Moderateur
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 14:19



On te demande dans le circuit 1 complet, avec son générateur E et ses trois résistances R, quelle est la différence de potentiel entre les points A et B

Il circule dans le générateur l'intensité que tu viens de calculer. Du courant circule dans tous les éléments et en particulier dans les éléments qui sont entre A et B. Tu dois calculer la différence de potentiel correspondante entre A et B

Posté par
Coll Moderateur
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 14:21

Une question à la fois s'il te plaît !
Je réponds à 14 h 19 à ton message de 14 h 14

Posté par
prbebo
pour M. Coll 28-04-11 à 14:25

Hello Mister Coll !

rude boulot aujourd'hui n'est-ce pas ? Je viens de prendre en charge 2 pb d'electricite poses par Alma en forum lycee, et un pose dans le forum superieur (bobine reelle). Je vais tacher d'adopter votre methode de reponse  car je trouve vos aides progressives bien plus profitables que de balancer le corrige en uns seule fois.

Cordialement,  Bernard.

Posté par
caprem
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 14:30

euh,
UAB = I R

I = 2E/3R

Donc UAB = (2E/3R) R
UAB = 2ER/3R
UAB = 2E/2R


C'est ça ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 14:34

Ce n'est pas cela.

Le courant I est celui qui circule dans le générateur et dans la résistance "horizontale".

Ou bien tu tiens compte que ce courant se divise entre A et B. Quel est le courant qui circule dans une seule des résistances présentes entre A et B ?
Ou bien tu calcules la résistance équivalente pour ce courant entre A et B et applique la loi d'Ohm pour cette résistance équivalente et le courant que tu connais.

Bien sûr les deux méthodes conduisent au même résultat.

Posté par
caprem
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 14:41

Donc pour la 2éme solution
j'ai juste à remplacer R par Réq dans ma réponse précédente ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 14:43

Je ne suis pas sûr de comprendre ta question.
Propose-moi une valeur de UAB...

Posté par
caprem
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 14:45

Enfin je veux dire :

Question 5 c)

UAB = I Réq

I = 2E/3R  
Réq = 3R/2

UAB = (2E/3R) (3R/2)
UAB = 6ER/6R
UAB = 6E

Posté par
Coll Moderateur
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 14:48

Non, la résistance entre A et B n'est pas égale à Réq = 3R/2

Entre A et B il y a deux résistances R en parallèle

Posté par
caprem
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 14:54

Ok, le résistance entre A et B est donc égale à

1/Réq" = 1/R + 1/R = 2/R
Réq" = R/2

Posté par
Coll Moderateur
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 14:57

Exact.

Et quand dans une résistance de valeur R/2 circule un courant de valeur 2E/(3R), la différence de potentiel aux bornes est UAB = ...

Posté par
caprem
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 15:02

UAB = Réq" I

Réq" = R/2
I = 2E/3R
UAB = (R/2) (2E/3R)
UAB = 2ER/6R
UAB = E/3R

(j'espère que je n'ai pas encore marqué une bêtise)

Posté par
Coll Moderateur
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 15:05

D'accord jusqu'à l'avant dernière ligne. La dernière ligne est fausse. Simplification...

UAB = (2ER)/(6R) = ?

Posté par
caprem
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 15:06

UAB = E/3

Posté par
Coll Moderateur
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 15:13

Oui !

Ta réponse à la question 6 postée à 14 h 18 est correcte. Pour un courant nul UAB = ETh

Question 7
Une phrase maintenant...

Pour trouver la valeur de la force électromotrice ETh du circuit équivalent on ...

Posté par
caprem
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 15:18

Euh pour la question 5 c) tu es sure que ma réponse convient ?? Car dans la question il y a marqué
En déduire  l'expression de UAB en fonction de l'intensité et de R et la j'ai mit
UAB = E/3

je réfléchie à la phrase pour la question 7

Posté par
Coll Moderateur
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 15:25

Oui, je suis sûr...
Il y a parfois des erreurs dans les énoncés ! Et il serait vraiment stupide d'écrire UAB = (2ER)/(6R) ou ER/(3R)

Des volts s'expriment en fonction de volts. Pas besoin de faire intervenir des ohms.

Posté par
Coll Moderateur
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 15:28

La phrase de la question 7 :

De même que la phrase de la question 3 a été rédigée à partir des réponses des questions 1 et 2, la phrase de la question 7 doit être rédigée à partir des réponses 4, 5 et 6

Elle peut très bien commencer autrement que ma proposition de 15 h 13

Posté par
caprem
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 15:29

Question 7)

Théorème de Thévenin (pris sur internet car je ne l'ai pas dans mon cours ni sur le livre)

Un réseau électrique linéaire vu de deux points est équivalent à un générateur de tension parfait dont la force électromotrice est égale à la différence de potentiels à vide entre ces deux points, en série avec une résistance égale à celle que l'on mesure entre les deux points lorsque les générateurs indépendants sont rendus passifs.

ta phrase:

Pour trouver la valeur de la force electromotrice ETh du circuit équivalent on calcule la différence de potentiel à vide entre A et B.

Posté par
Coll Moderateur
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 15:37

Oui.

"Ma phrase" convient...

Mais ce que tu as trouvé sur Internet est beaucoup mieux dit. Ce que tu as trouvé répond à la fois à la question 3 :

Citation :
en série avec une résistance égale à celle que l'on mesure entre les deux points lorsque les générateurs indépendants sont rendus passifs

et à la question 7 :
Citation :
un générateur de tension parfait dont la force électromotrice est égale à la différence de potentiels à vide entre ces deux points


Tu comprends tout cela ? Ça progresse n'est-ce pas...

Question 8
Et voilà à quoi tout cela sert !
On place maintenant quelque chose (ici ce sera à nouveau une résistance R) entre A et B
on cherche à calculer l'intensité qui circule dans ce "quelque chose"
Au lieu d'avoir des calculs compliqués avec le circuit 1
on remplace le circuit 1 par son équivalent de Thévenin qui est le circuit 2 et tous les calculs deviennent simples !

A toi pour la question 8

Posté par
caprem
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 15:41

Pour le théorème je le découvre, mais oui, j'ai compris le principe.

Je me lance sur la question 8

Posté par
caprem
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 15:48

I = ETh/(RTh + R) ???

Posté par
Coll Moderateur
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 15:51

Mais oui... pas plus difficile que cela !

Pour 8b je te conseille de calculer :
. la valeur de I dont tu viens de donner l'expression littérale
. la valeur de ETh demandée par l'énoncé (mais qui ne dépend pas de R)

Posté par
caprem
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 15:57

Je vois pas comment faire sans avoir la valeur de RTh

Posté par
Coll Moderateur
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 16:01

Mais tu connais RTh !

C'était la question 2 ; ton message de 13 h 12

Posté par
caprem
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 16:15

RTh = Réq = R/3

E = I (RTh + R)
I = E/(RTh + R)

I = E/(R/3 + R)
I = E/(4R/3)
I = E (3/4R)
I = 3E/4R
I = (3 6.0)/(4 1.0)
I = (18/4)
I = 4.5 A

Posté par
caprem
re : Circuit équivalent 28-04-11 à 16:19

ETh = RTh I
ETh = R/3 I
ETh = (1.0/3) 4.5
ETh = 1.5 V

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