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Niveau maths sup
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Deux petites questions d'electrocinétique

Posté par
Tempo
07-07-12 à 21:12

Bonjour,

Deux petites questions d'électrocinétique qui me tracassent :

- Je ne saisis pas la notion de tension à vide (ou en circuit ouvert). Si je comprends bien, il s'agirait de la tension du dipôle lorsqu'il n'est parcouru par aucun courant. Mais à ce moment là, si je prends un générateur en série avec deux résistances R1 et R2 par exemple, la tension à vide aux bornes de R2 sera U=e*R2/(R1+R2) avec e la fem du générateur c'est-à-dire qu'elle sera non nulle alors qu'une loi d'ohm me dirait U=R2*i=0 car i=0 d'où mon incompréhension.

- Autre point, pour mesurer la résistance interne d'un générateur (ou d'un oscilloscope), on passe généralement par un pont diviseur de tension. Pourquoi ne peut-on pas simplement brancher un ohmètre aux bornes du dipôle ? Est-ce parce que la résistance de l'ohmmètre est bien supérieure à celle du générateur ou de l'ohmmètre ?

Merci d'avance pour vos éclaircissements,

Posté par
Marc35
re : Deux petites questions d'electrocinétique 09-07-12 à 15:32

Bonjour,
La tension à vide ne s'applique qu'à un générateur. C'est la tension aux bornes du générateur quand il n'y a aucun courant (fem) c'est-à-dire quand il est en circuit ouvert.
Les résistances internes d'un générateur et d'un oscilloscope ne se mesurent pas de la même façon. La résistance d'un oscilloscope peut se mesurer avec un ohmmètre mais pas la résistance d'un générateur (à cause de sa fem).
Pour mesurer la résistance interne d'un générateur, il faut utiliser U = E - rI.
U : tension aux bornes du générateur
E : fem
r : résistance interne du générateur
I : courant dans le circuit
On peut tracer la courbe U = f(I). On obtient une droite (dans le cas idéal, au moins) dont la pente est -r.

Posté par
Tempo
re : Deux petites questions d'electrocinétique 10-07-12 à 16:56

Merci pour ta réponse.

Néanmoins, l'exercice me proposait un montage potentiométrique tout simple (un générateur et un potentiomètre modélisé par deux résistances) et me demandait bien la tension à vide aux bornes de la seconde résistance qui était obtenue dans la correction par un pont diviseur de tension...

Enfin, que se passerait-il si l'on branchait un ohmètre sur un générateur ? Ne peut-on pas mesurer sa résistance interne en le laissant éteint ?

Merci d'avance,

Posté par
Marc35
re : Deux petites questions d'electrocinétique 10-07-12 à 18:47

Dans ce cas, on fabrique un nouveau générateur avec le montage potentiométrique.
On peut d'ailleurs calculer le générateur de Thévenin équivalent.
La tension à vide, dans ce cas, est la tension aux bornes de la seconde résistance quand aucun circuit n'est connecté dessus... C'est donc un simple diviseur de tension...

"Enfin, que se passerait-il si l'on branchait un ohmètre sur un générateur ?"
L'indication de l'ohmmètre serait fausse à cause de la fem du générateur. En outre, ce serait éventuellement destructeur pour l'ohmmètre (cela dépend de la fem du générateur).

"Ne peut-on pas mesurer sa résistance interne en le laissant éteint ?"
Eteindre un générateur, ce n'est pas simple dans la réalité (pas aussi simple que sur un schéma). En effet, comment éteindre un accumulateur ou une pile ?
Mais, en théorie, ça pourrait se faire...

Posté par
Tempo
re : Deux petites questions d'electrocinétique 10-07-12 à 21:39

Encore merci, j'ai bien saisi pour l'ohmmètre mais je reste toujours perplexe sur cette histoire de tension à vide. Pour me ramener à un cas encore plus simple, la résistance interne d'un générateur possède une tension à vide n'est-ce pas ? Pourtant la loi d'ohm donnerait U = r*0 = 0 non ? (de même dans ce montage potentiométrique non ?)

Posté par
Marc35
re : Deux petites questions d'electrocinétique 10-07-12 à 21:57

"la résistance interne d'un générateur possède une tension à vide n'est-ce pas ?"
Non, cela n'a pas de sens...
Comme je l'ai déjà écrit, une résistance n'a pas de tension à vide. Sur une résistance, on applique la loi d'Ohm.
Sur le montage potentiométrique, on peut parler de tension à vide parce que le générateur et le montage potentiométrique sont équivalents à un nouveau générateur. C'est pour cela que l'on peut parler de tension à vide dans ce cas. Si on prend le montage potentiométrique tout seul, on ne peut pas parler de tension à vide : cela n'a pas de sens...

Posté par
J-P
re : Deux petites questions d'electrocinétique 11-07-12 à 10:24

Attention Tempo,

Il faut revoir les notions de base, ce que sont : une résistance, une tension, une force électromotrice et ...
Quand je dis revoir, je veux dire comprendre, ce qui va bien plus loin que de retenir par coeur une définition que l'on ne comprend pas.

Quand ce sera fait, jamais plus tu n'écriras des choses comme : "la résistance interne d'un générateur possède une tension à vide".
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Deux petites questions d\'electrocinétique

Dessin de gauche : Un générateur à vide de force électromotrice E et de résistance interne r.

Dessin de droite : Le même générateur mais en charge (une résistance R externe au générateur est connectée entre les sorties du générateur).
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Par l'essai à vide (c'est à dire sans charge extérieure connectée au générateur), on mesure Uv (au voltmètre) et on a E = Uv ---> on connait E (en volts).

Par l'essai en charge : on mesure Uc (au voltmètre) et on mesure I (par exemple à l'ampèremètre si on ne connait pas la valeur de R):

On a :  E - rI = Uc
r = (E - Uc)/I

Comme on connait E (par l'essai à vide) et qu'on connait Uc et I (mesurés dans l'essai en charge), on peut alors calculer la valeur de r, résistance interne du générateur.
-----
Sauf distraction.  

Posté par
Tempo
re : Deux petites questions d'electrocinétique 11-07-12 à 23:01

Merci beaucoup pour votre aide, je pense avoir bien saisi maintenant.



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