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Courant électrique

Posté par
fidele11
07-07-20 à 15:04

Bonjour,
Pouvez-vous m'aider à traiter mon exercice dont l'énoncé:

On réalise un circuit en montant en série aux bornes d'une batterie d'accumulateurs dont la f.é.m est E=60V et la résistance interne négligeable: un rhéostat portant les inscriptions (33Ω-1,4Α); un moteur de f.c.é.m. E'=30V et de résistance interne r'=12Ω; un thermoplongeur de résistance 8Ω et d'intensité maximale admissible 1A baignant dans l'eau contenue dans un calorimètre; un interrupteur.
1) Faire un schéma annoté du montage.
2) Déterminer le domaine de la valeur de la résistance du rhéostat pour que tous les éléments du circuit fonctionnent sans dommage.
2)On règle le rhéostat de telle manière que l'intensité du circuit soit I=0,5A. Calculer la quantité de chaleur cedée par le thermoplongeur à l'eau du calorimètre en une minute.


C'est la deuxième question qui me bloque... j'en sais pas trop sur le domaine de la valeur du rhéostat pour que tous les éléments du circuit fonctionnent sans dommage....
voudrait-on dire la résistance du rhéostat pour laquelle le courant circulant dans le circuit soit supportable par les éléments connectés?

Posté par
vanoise
re : Courant électrique 07-07-20 à 15:22

Bonjour
Tous les dipôles sont branchés en série et donc parcouru par le même courant. Pour qu'aucun appareil ne soit endommagé, l'intensité ne doit pas dépasser la plus faible des intensités admissible : ici un ampère. Par exemple, pour I compris entre 1A et 1,4A, le rhéostat ne serait pas endommagé mais le thermoplongeur serait détérioré.
Je te laisse réfléchir et proposer une solution.

Posté par
fidele11
re : Courant électrique 07-07-20 à 15:56

Avec ces éléments connectés,l'intensité du courant circulant dans le circuit est I=(ΣΕ-ΣΕ')/ΣR
=> I=(60-30)/(33+12+8)=0,57 A.
Résistance minimale du rhéostat est donc celle pour laquelle le thermoplongeur ne sera pas endommagé.
U=RI (Aux bornes du rhéostat) => U=33*1,4=46,2V .
Ainsi la résistance pour I=1 A est R=U/I=46,2 Ω
Elle est sera donc maximale pour I=0,57 A=> R=81,05Ω .

Posté par
vanoise
re : Courant électrique 07-07-20 à 17:45

Je ne suis pas certain que tu aies bien compris ce qu'est un rhéostat. C'est un fil résistant enroulé sur un cylindre isolant, la résistance totale du fil étant ici 33. Les deux bornes de connexion que tu vois à droite sur la photo sont reliées :
- la première à l'extrémité droite du fil :
- la deuxième à un curseur en contact avec le conducteur. La résistance utile du rhéostat est donc seulement celle comprise entre l'extrémité connectée et le curseur. En déplaçant le curseur, on modifie la longueur du conducteur parcouru par le courant, donc on modifie la résistance. On peut donc ainsi régler la résistance utile du rhéostat entre zéro (cas où le curseur est à l'extrémité droite du rhéostat) et 33 (cas où le curseur est à l'extrémité gauche du rhéostat.
Dans ton montage, l'intensité ne doit pas dépasser 1A sous peine d'endommager le thermoplongeur. La résistance minimale du rhéostat possible ici est donc celle correspondant à une intensité de 1A. Il est possible de régler la résistance jusqu'à la valeur maximale (33) mais alors, l'intensité du courant sera inférieure à 1A.

Courant électrique

Posté par
fidele11
re : Courant électrique 07-07-20 à 18:37

on a : 33Ω→1,5Α
La résistance minimale du rhéostat (I=1A ) est donc R'=33/1,5=22Ω.

Posté par
vanoise
re : Courant électrique 07-07-20 à 21:05

Ton dernier message ne veux rien dire ! L'intensité du courant dans le circuit dépend des caractéristiques de tous les dipôles qui constituent le circuit, pas que du rhéostat !
Il faut appliquer la loi de Pouillet et déterminer la résistance totale du circuit correspondant à I=1A. Connaissant les résistances des autres dipôles, tu obtiendras celle du rhéostat par différence... Tu vas logiquement obtenir une valeur comprise entre zéro et 33.

Posté par
fidele11
re : Courant électrique 07-07-20 à 22:10

D'après la loi de Pouillet,
I=(ΣΕ-ΣΕ')/ΣR => ΣR=(ΣΕ-ΣΕ')/I=60-30=30Ω.

Posté par
vanoise
re : Courant électrique 07-07-20 à 22:16

La résistance totale du circuit ne doit pas dépasser 30. Donc celle du rheostat  ?

Posté par
fidele11
re : Courant électrique 07-07-20 à 22:24

La résistance du rhéostat est Rh=30-12-8=10Ω

Posté par
fidele11
re : Courant électrique 07-07-20 à 22:55

3) La quantité de chaleur dégagée est Q=I*t=0,5*60=30 Joules.

Posté par
vanoise
re : Courant électrique 07-07-20 à 23:33

J'ai commis une maladresse dans mon message de 22h16. Puisque I ne doit pas dépasser 1A, la résistance du rhéostat doit être au moins égale à 10. Elle peut donc être comprise entre 10 et 33.
Pour la suite, tu fais une confusion entre deux grandeurs physiques, il est vrai toutes les deux souvent désignées par la même lettre Q :
La quantité d'électricité Q=I.t mesurée en coulombs et la quantité de chaleur Q=P.t mesurée en joules. P désigne alors la puissance électrique de la résistance chauffante. Revois si nécessaire la loi de Joule.

Posté par
fidele11
re : Courant électrique 09-07-20 à 22:31

Bonjour,
Super!
La quantité de chaleur liberée est :
Q=P*t=r*I*t
8*0,5*60=240 Joules.

Posté par
vanoise
re : Courant électrique 09-07-20 à 22:39

L'intensité intervient au  carré dans l'expression de la loi de Joule.

Posté par
fidele11
re : Courant électrique 10-07-20 à 07:46

Q=P*t=r*I²*t
8*0,5²*60=120 J



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