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Comportement global d'un circuit

Posté par
Physical111
03-02-20 à 21:07

Bonsoir à tous :
J'ai un petit exercice merci beaucoup d'avance !
On considère le circuit électrique suivant .On donne
E=15V ;r=2ohm
E'=6V ; r'=4ohm
R1=20ohm ;R2=40ohm
1) Donner la définition d'un récepteur générateur et effet joule
-les récepteurs reçoit l'énergie et transformer en d'autres énergies (mécanique , chimiques , rayonnement ....) Spécialement en 2 types : énergie utile et énergie dissipée par effet joule.
- les générateurs fournit l'énergie et transformer en 2 types : énergie disponible ; énergie dissipée par effet joule
- effet joule : transformation de l'énergie électrique en énergie thermique à cause de présence de la résistance.
2) calculer la résistance équivalente RAC du dipôle AC .
- R1+ R2=R'
R'=60ohm
1/R'' =1/R' + 1/R2= 1/60 +1/40= 1/24 d'où R''= 20ohm
Req AC= R''+ R1 = 24+ 20= 44ohm
3) Déterminer l'intensité I1 qui traverse l'électrolyseur .
4) Déterminer les intensités de courants I2 et I3
5) déterminer la tension UCN
6) l'électrolyseur dure 1heure.Quelle est l'énergie électrique reçue par l'électrolyseur
7)Sous qu'elle forme a été convertie cette énergie .
8) donner l'énergie dissipée par effet joule dans cet électrolyseur durant une heure
9) donner l'énergie électrique transféré par le générateur au circuit
10) calculer le rendement du générateur de l'électrolyseur puis déterminer le rendement du circuit.
Merci beaucoup d'avance !

Comportement global d\'un circuit

Posté par
odbugt1
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 10:25

Bonjour,

Question 3 :

Fais un nouveau schéma sur lequel tu remplaces le dipôle AC par sa résistance équivalente, puis applique la loi des mailles (ou la loi de Pouillet).
Tu obtiens une équation dont l'intensité que tu cherches est l'inconnue.

Posté par
sanantonio312
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 10:55

Bonjour,
On peut le deviner, mais, sur le schéma, rien n'indique ce que représentent E' et r'.

Posté par
Physical111
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 11:13

Bonjour à tous :
E' et r' représente le dipôle UCN qui traverse l'électrolyseur.

Posté par
odbugt1
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 11:19

Plus exactement :
E', r', UCN représentent respectivement la force contre électromotrice, la résistance interne et la tension aux bornes de l'électrolyseur qui se trouve entre les points C et N

Posté par
Physical111
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 11:24

3) UPN=E-r.I
UCN=E+rI
UAC=Req.I1

Posté par
Physical111
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 11:25

UCN=E'+r'I

Posté par
Physical111
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 11:35

Alors si ça est correct on obtient
I_1=\dfrac{E-E'}{Req+r+r'}

Posté par
odbugt1
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 11:40

Citation :
3) UPN=E-r.I1
UCN=E'+rI1
UAC=Req.I1


Il faut être précis dans les notations, sinon on n'en sortira pas !

Posté par
odbugt1
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 11:42

Citation :
Alors si ça est correct on obtient
I_1=\dfrac{E-E'}{Req+r+r'}


Ce n'est pas démontré, mais c'est exact.

Posté par
Physical111
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 12:06

D'accord :
Voici la démonstration :
UPN=UAC+UCN
E-r.I1=E'+r'.I1+Req.I1
E-E'-I1(r+r')=Req.I1
E-E'=Req.I1+I1(r+r')
E-E'=I1(Req+r+r')
I1=\dfrac{E-E'}{Req+r+r'}

Posté par
Physical111
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 12:09

A.N
I1=\dfrac{15-6}{44+2+4}≈0.18A

Posté par
odbugt1
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 13:56

Ta démonstration est satisfaisante.

Un détail :
Tu trouves I1 0,18A
J'ai trouvé I1 = 0,18A

Pour la suite, je te laisse, si tu le juges utile faire des propositions ou poser des questions précises.

Posté par
Physical111
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 15:01

Bonjour :
S'il vous plaît par quel méthode je peux utiliser pour trouver I2 et I3 .
la loi ohm ou bien je peux calculer UBC

Posté par
sanantonio312
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 15:53

Dans la mesure où rien n'est imposé, tu utilises la méthode que tu veux.
En calculant UBC, ça marche (à l'aide de la loi d'ohm d'ailleurs)
Si tu la connais, il y a aussi la règle du diviseur de courant.

Posté par
odbugt1
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 16:16

Parmi diverses méthodes possibles je suggère :

Loi d'Ohm entre B et C :
UBC = R2*I2 = (R1 + R2)*I3
Loi des nœuds :
I1 = I2+I3

On obtient un système de 2 équations dont les 2 inconnues sont I2 et I3

Posté par
Physical111
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 18:13

Bonsoir à tous :
Merci beaucoup de m'avoir répondu :
Alors j'ai trouvé :
R2.I2=(R1+R2)I3
I1=I2+I3
40I2=(20+40)I3
I2=-I3+0.18
40I2=(20+40)I3
0.18=I2+I3
40(-I3+0.18) =(20+40)I3
On trouve

I3=0.072A

I2=-0.072+0.18=0.108A

Posté par
Physical111
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 18:15

Pour 5)
UCN=E'+r'I1?

Posté par
odbugt1
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 18:25

Tes résultats concernant I2 et I3 sont exacts.

En principe, on fait d'abord un calcul littéral
I2 = (R1 + R2)*I1  /  (R1 + 2R2)
I3 = R2*I1  /  (R1 + 2R2)

Question 5 :
Effectivement : UCN = E' + r'I1

Posté par
Physical111
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 18:32

Merci beaucoup de m'avoir répondu,
4)j'ai trouvé la même chose.
5) A.N:
UCN=6+4*0.18=6.72V

Posté par
Physical111
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 18:42

Pour Question 6:
We=UCN*I1.∆t?
A.N: We=6.72*0.18*1=1.2096
[L'énergie en joule] mais ici je ne sais pas l'unité est ce que vous pouvez indiquer ?

Posté par
odbugt1
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 18:52

Question 5 : OK

Question 6 :
A condition d'exprimer la tension en volts, l'intensité en Ampère et la durée en secondes l'énergie est exprimée en Joules.
Lorsque l'énoncé n'impose pas les unités d'énergie, ce choix est fortement conseillé.

Si tu exprimes la durée en heures l'énergie est exprimée en Wh (Watt heures)

Posté par
Physical111
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 18:57

Pour 7)
Cette énergie a été convertie en énergie chimiques.
8) l'énergie dissipée par effet joule :
Wj=r'.I21.∆t
A.N: Wj=4*0.182*1=0.1296 [je ne sais pas l'unité ;je suis désolée].

Posté par
odbugt1
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 19:04

Question 7 :
L'énergie reçue par l'électrolyseur est convertie
a) D'une part en énergie chimique
b) D'autre part en énergie thermique ( Effet Joule )

Pour l'unité d'énergie voir mon post du 04-02-20 à 18:52

Posté par
Physical111
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 19:18

D'accord : alors l'unité puisque j'ai utilise l'heure (∆t) donc aussi en watt heures)

Posté par
odbugt1
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 19:27

Choix déconseillé.
Il vaut mieux rester dans les unités du système international.

Posté par
Physical111
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 19:38

Pour l'unité convertie 1h=3600s , calculons l'énergie dissipée par effet joule
[Unité en joule]
9]une petite indication s'il vous plaît.

Posté par
odbugt1
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 19:41

Il suffit d'utiliser t = 3600s à la place de  t = 1h dans le calcul de Wj

Posté par
Physical111
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 19:45

8)
Wj=4*0.182*3600=466,56J .
Question 9
Une petite indication s'il vous plaît.

Posté par
odbugt1
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 19:53

Une énergie électrique fournie ou reçue par un appareil  s'exprime par :
Wel = U * I * t

U : Tension aux bornes de l'appareil concerné
I : Intensité du courant traversant l'appareil concerné
t : Durée d'utilisation

Posté par
Physical111
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 20:02

Est ce que cette formule est valable pour l'énergie électrique transférépar le générateurau circuit :
Wel=UPN*I1*∆t?

Posté par
Physical111
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 20:30

Avec UPN=Req *I1
=44*0.18=7.92V
Wel=7.92*0.18*3600=5132,16J

Posté par
odbugt1
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 20:30

Oui.
Toutefois, je dirais plutôt par souci de précision que cette énergie électrique est transférée au reste du circuit

Posté par
odbugt1
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 20:44

Attention !
UPN n'est pas égal à Req * I1 !

Posté par
Physical111
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 20:46

Pour Question 10
Le rendement du générateur de l'électrolyseur : n=E'/UCN=6/6,72=0.89
le rendement du circuit
p=E'/E= 6/15 =0.4

Posté par
Physical111
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 20:50

Pour calculer UPN:
La loi d'additivité des tensions:
UPN=UCN+UBC+UAB?

Posté par
Physical111
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 20:57

Donc:
UPN= UCN+R2*I2+R1*I1
A.N:
UPN=14,64V ?

Posté par
odbugt1
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 21:01

Oui,
Tu aurais pu aussi faire plus simple :
UPN = E - rI1 = 15-(2*0,18) = 14,64V

Posté par
Physical111
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 21:06

Alors
Wel=14,66*0.18*3600=9486,72J.?
Question 10 : est ce que correct ?
Question 2: est ce que correct ?
Merci beaucoup de m'avoir répondu.

Posté par
odbugt1
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 21:23

OK pour l'énergie électrique transférée au reste du circuit.
A noter qu'une grande partie de tes résultats doivent être convenablement arrondis.

Je ne comprends pas la suite de ton post :

Citation :
Question 10 : est ce que correct ?
La question 10 n'a pas été abordée.

Question 2: est ce que correct ?
Le résultat de la question 2 a été réutilisé pour la suite de l'exercice : Il est exact

Posté par
Physical111
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 21:27

La question 10 concernant le rendement du générateur de l'électrolyseur ,le rendement du circuit :

Physical111 @ 04-02-2020 à 20:46

Pour Question 10
Le rendement du générateur de l'électrolyseur : n=E'/UCN=6/6,72=0.89
le rendement du circuit
p=E'/E= 6/15 =0.4
.

Posté par
odbugt1
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 21:35

L'expression " générateur de l'électrolyseur" n'a aucun sens.
Je suppose qu'il manque des virgules et que la question était :

"calculer le rendement du générateur, de l'électrolyseur, puis déterminer le rendement du circuit. "

Donc trois rendements à calculer :
Celui du générateur,
Celui de l'électrolyseur,
Celui du circuit ( celui là a été calculé est il est exact )

Posté par
Physical111
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 21:47

Pour le générateur :
n=\dfrac{E-r.I_1}{E}
n=\dfrac{15-2*0.8}{15}
=0.976=0.98
Pour l'électrolyseur : j'ai dèja calculer
Le rendement  de l'électrolyseur : n=E'/UCN=6/6,72=0.89
le rendement du circuit
p=E'/E= 6/15 =0.4

Posté par
odbugt1
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 21:53

C'est OK !

Posté par
Physical111
re : Comportement global d'un circuit 04-02-20 à 22:04

Merci beaucoup ! Bon nuit à vous !



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