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Niveau maths sup
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domaine de fonctionnement des résistances

Posté par
tuxedo955
13-09-15 à 10:26

Bonjour,

Voici un exercice sur lequel j'ai passé pas mal de temps mais comme mon niveau en physique est pas élevé donc j'aimerais consulter votre avis

Enoncé: On consdère 2 résistances R1=20 et R2 = 80
Le fabriquant précise qu'elles peuvent dissiper chacune une puissance maximale Pmax = 0,2W
Dans un premier temps, on associe ces résistances en série et on branche le circuit à une alim. stabilisée continue délivrant une tension réglable U

1. Quelle résistance dissipe la plus grande puissance ? En déduire le courant maximal
Comme P = UI = U²/R donc plus la résistance est petite plus elle dissipe de puissance par effet joule. c'est R1
I2max = P/R = 0.2/20 = 0.01
Imax = 0.1 A

2. Quelle est la valeur maximale admissible pour U ?
Umax = RI = 20 x 0.1 = 2 V

3. Représenter graphiquement les caractéristique de ces 2 résistances et la limite de leur domaine de fonctionnement
(voir pièce jointe)

On associe à présent les 2 résistances en parallèle

4. Quelle résistance dissipe la plus grande puissance ? En déduire la tension maximal admissible
5. Représenter graphiquement comme en haut
voilà je suis bloqué ici
enfin je suis en train de chercher mais comme le temps presse je fais appel à vous pour pouvoir aller plus vite et mieux comprendre le sujet

Pour la 4 je pense qu'il faut calculer la puissance dissipée par chacune des 2 résistances pour pouvoir conclure mais je ne dispose que de la valeur de ces résistances.

domaine de fonctionnement des résistances

Posté par
tuxedo955
re : domaine de fonctionnement des résistances 13-09-15 à 10:40

Pour la 4 j'ai trouvé quelque chose mais je sais pas si c'est juste

D'après la définition de l'association parallèle: les dipole sont soumis à la même tension

P1 = U x I1 et P2 = U x I2 (avec P1 et P2 les puissances dissipées respectivement de R1 et R2)

Ainsi : P1 = U²/R1 et P2 = U²/R2
P1 / P2 = R2 / R1 = 80/20 = 4
on en déduit donc P1 = 4 P2
la résistance 1 dissipe plus de puissance (soit 4 fois) que la résistance 2

Est-ce correct ?

Posté par
tuxedo955
re : domaine de fonctionnement des résistances 13-09-15 à 14:11

Posté par
vanoise
re : domaine de fonctionnement des résistances 13-09-15 à 14:26

Bonjour,
pas de problème a priori pour la 4)

Posté par
tuxedo955
re : domaine de fonctionnement des résistances 13-09-15 à 14:45

mais c'est toujours R1 qui chauffe plus que R2 ? c'est bizarre.

Et c'est juste ou pas ce que j'ai fait en haut ?

Posté par
vanoise
re : domaine de fonctionnement des résistances 13-09-15 à 14:56

OK pour l'association en parallèle.
Pour l'association série de la question 1), il est préférable d'utiliser la relation P = RI2 ; puisque I est commun aux deux résistances, la plus élevée consomme le plus. Reprends la question 1) en tenant compte de ma remarque.

Posté par
tuxedo955
re : domaine de fonctionnement des résistances 13-09-15 à 15:07

ok merci
et pour le graphique, je crois qu'il est faux mais j'aimerais avoir ton avis là dessus quand même si tu as le temps
S'il est faux.
veuillez consulter ce nouveau graphique

Merci beaucoup

domaine de fonctionnement des résistances

Posté par
tuxedo955
re : domaine de fonctionnement des résistances 13-09-15 à 15:33

Posté par
vanoise
re : domaine de fonctionnement des résistances 13-09-15 à 18:01

OK pour les droites caractéristiques des deux résistances. Tu dois tracer dans le même repère la branche d'hyperbole d'équation U = Pmax/I. Pour qu'un dipôle parcouru par le courant d'intensité I sous la tension U consomme une puissance P inférieure à Pmax, il faut que sa caractéristique sous en dessous de la branche d'hyperbole. Cela te donnera les limites de fonctionnement...

Posté par
vanoise
re : domaine de fonctionnement des résistances 13-09-15 à 20:39

Voici ce que cela donne :

domaine de fonctionnement des résistances

Posté par
tuxedo955
re : domaine de fonctionnement des résistances 13-09-15 à 21:20

Comment vous avez tracé sa "zone interdite" ?

Merci beaucoup d'avoir pris le temps pour m'expliquer
mille mercis

Posté par
tuxedo955
re : domaine de fonctionnement des résistances 13-09-15 à 21:22

Enfin, je voulais dire que mon prof ne m'a jamais dit cela, j'ai effectué des recherches sur Internet mais j'avais jamais vu cette courbe.

Posté par
tuxedo955
re : domaine de fonctionnement des résistances 13-09-15 à 21:41

Si j'ai bien compris, en association parallèle les courbes de R1 et R2 ne sont pas les mêmes que celles dont les résistances sont branchées en série.

Posté par
tuxedo955
re : domaine de fonctionnement des résistances 13-09-15 à 22:02

ça ressemblerait à ça

domaine de fonctionnement des résistances

Posté par
vanoise
re : domaine de fonctionnement des résistances 13-09-15 à 23:28

l'hyperbole a pour équation : U = Pmax/I = 0,2/I
Au dessus de cette courbe, la puissance consommée P = U.I est supérieure à Pmax : le dipôle surchauffe d'où l'expression zone interdite employée. En dessous de la courbe, la puissance consommée P = U.I est inférieure à Pmax : le dipôle fonctionne normalement.
On constate que pour R = 20, l'intensité ne doit pas dépasser 0,10A, et la tension ne doit pas dépasser 2V. Pour R = 80, la tension ne doit pas dépasser 4V et l'intensité ne doit pas dépasser (4/80)=0,050A.

Posté par
tuxedo955
re : domaine de fonctionnement des résistances 14-09-15 à 19:35

ok merci beaucoup !

Posté par
tuxedo955
re : domaine de fonctionnement des résistances 14-09-15 à 19:37

Au fait, il n'y a que vous qui êtes actif pour répondre aux questions dans ce forum ?



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