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Electrolyseur

Posté par
Maelys
02-05-09 à 14:52

J'ai fait cet exercice. Pouvez vous juste regarder si j'ai fait des erreurs, et si oui lesquelles?

La fcem E' d'un électrolyseur contenant une solution d'acide sulfurique est égale à 1.90 V. Sa résistance interne est de 51.2 Ohm.
On le branche à un générateur de tension égale à 12.0 V, en série avec un rhéostat dont la résistance R est réglable entre 0 et 100 Ohm.

1. Faire le schéma conventionnel du circuit.
je l'ai fait ci dessous. Est-il juste?

2. Calculer la valeur de R pour que I = 200 mA
  J'ai voulu utiliser la loi d'Ohm U = R*I Donc R = U/I
  Il faut donc calculer U. J'ai placé un point A avant la borne - du géné, un point B après la borne + du géné et un point C après le rhéostat, et j'ai utilisé l'additivité des tensions : U(BA) = U(BC)+U(CA)
-> U(BC) = U(BA)-U(CA) = 12 - (E'+rI) = 4,98 V
  Maintenant qu'on a eu, on peut calculer R : R = 4,98/0.100 = 49.8 Ohm

3. En agissant sur la valeur de R, dans quel intervalle peut on faire varier la valeur de I?
I=U/Rmin = U/(R+r) = U/(0+51.2)= 12/51.2 = 0.23 A
  I=U/Rmax = U/ (100+51.2) = 12/151.2 = 0.079 A
  I peut varier entre 79 et 230 mA


Electrolyseur

Posté par
Marc35
re : Electrolyseur 02-05-09 à 21:46

Bonsoir,
La question 1 ==> OK
La question 2 ==> OK sauf I = 200 mA à la place de 100 mA
La question 3 ==> Il faut tenir compte de E'
On a : E - R I - E' - r I = 0
E - (R+r)I - E' = 0
I = (E - E') / (R+r)
On obtient Imin pour R = 100
et Imax pour R = 0

Posté par
Maelys
re : Electrolyseur 03-05-09 à 10:17

Ok..
Donc on a bien Imin = (E-E')/(R+r) = (12-1.90)/(100+51.2) = 0.067A et Imax = 0.19 A?

Posté par
Marc35
re : Electrolyseur 03-05-09 à 10:44

Exact !

Posté par
Maelys
re : Electrolyseur 03-05-09 à 11:01

Merci

Posté par
coriolan
re : Electrolyseur 03-05-09 à 12:28

je pense que pour la question 2,I valait 100 mA et non 200mA ,puisque I max =190 mA

Posté par
Marc35
re : Electrolyseur 03-05-09 à 13:12

Oui, c'est ce que j'ai écrit dans mon message du 02-05-09 à 21:46.

Citation :
La question 2 ==> OK sauf I = 200 mA à la place de 100 mA

Posté par
Maelys
re : Electrolyseur 03-05-09 à 13:18

Oui, j'avais fait une erreur de recopiage, c'était bien pour I=100mA !
par contre, pour la question suivante :

4. Exprimer avec la convention récepteur, la tension U aux bornes du dipole en série constitué par l'électrolyseur et la résistance R calculée à la question 2.

Il suffit de dire U = E' + rI?

Parce qu'ensuite ils demandent de représenter la courbe U(I) pour I variant de 0 à 200mA et de retrouver graphiquement la valeur de I indiquée à la question 2. (=> 100mA)

Posté par
Maelys
re : Electrolyseur 03-05-09 à 13:20

Et pour le graphique, utiliser cette équation?

Posté par
Marc35
re : Electrolyseur 03-05-09 à 13:27

Citation :
la tension U aux bornes du dipole en série constitué par l'électrolyseur et la résistance R calculée à la question 2

"U = E' + rI"... Il en manque une partie : il y a la résistance et l'électrolyseur.
Donc U = R I + E' + r I
U = (R + r) I + E'
avec R => " la résistance R calculée à la question 2 "

Posté par
Marc35
re : Electrolyseur 03-05-09 à 13:29

Et on utilise cette équation pour le graphique U(I).

Posté par
Marc35
re : Electrolyseur 03-05-09 à 13:33

"retrouver graphiquement la valeur de I indiquée à la question 2"
Pour U = 12 V, tu dois retrouver I = 100 mA sur le graphique.
Autrement dit, le point (0,1 A ; 12 V) doit être sur la droite.

Posté par
Maelys
re : Electrolyseur 03-05-09 à 13:38

C'est ce que j'avais mis au début, et je pensais que c'était juste mais..
si je veux tracer la courbe : Je prends plusieurs I différentes
ex :
I = OmA => U = 1.90 V
I = 100 mA => U = 1.90+ 0.1* (49+51.2) = 11.92 V
I = 200 mA => U = 1.90+0.2*(51.2) = 12.14 V

Et donc comme ca je trace ma courbe ! C'est ca? Si ca ne me donne pas exactement 12 pour 100mA c'est parce que c'est expérimental?

Posté par
Marc35
re : Electrolyseur 03-05-09 à 13:48

Comme c'est une droite ( U = (R + r) I + E' est une fonction affine ), il suffit de 2 points.
I = 0 => U = 1,90 effectivement
I = 0,2 => U = 1,90 + (49,8 + 51,2) 0,2 = 22,1
puisque c'est "pour I variant de 0 à 200 mA"

Attention, R = 49,8

Et pour 12 V, tu dois retrouver 0,1 A  (100 mA)

Posté par
Maelys
re : Electrolyseur 03-05-09 à 14:28

49,8 c'est pas pour 0.1 A?!

Posté par
Marc35
re : Electrolyseur 03-05-09 à 16:00

La résistance de 49,8 donne 0,1 A si on alimente le circuit en 12 V.
Mais là, on a un circuit composé d'une résistance de 49,8 et d'un électrolyseur de force contre-électromotrice 1,90 v et d'une résistance interne de 51.2 .
Et on fait varier la tension à ses bornes donc le courant varie.
On trace la tension U en fonction du courant I de 0 à 0,2 a (200 mA). Pour faire varier le courant de 0 à 0,2 A, on doit faire varier la tension de 0 à 22,1 V.  

Autrement dit, dans la question 2, on a calculé une résistance pour avoir 100 mA lorsque le circuit est alimenté en 12 V. Ensuite, on regarde quelle tension il faut pour faire varier le courant de 0 à 0,2 A avec le même circuit.

Posté par
Maelys
re : Electrolyseur 03-05-09 à 16:02

Ok !! Merci de prendre le temps de m'expliquer..

Posté par
lilou6767
eclectrolyseur 23-04-11 à 15:14

Je vois que ça date de longtemps mais j'aurais une question :
Comment peut-on savoir la valeur de E ?

Posté par
Marc35
re : Electrolyseur 23-04-11 à 16:01

E = 12,0 V
C'est donné dans l'énoncé.

Posté par
lilou6767
eclectrolyseur 23-04-11 à 16:44

Ah ok, je ne savais pas que E était la tension je pensais que c'était la force électromotrice du générateur
Merci.

Posté par
Marc35
re : Electrolyseur 23-04-11 à 17:46

La force électromotrice du générateur et la tension aux bornes du générateur sont égales lorsque le générateur a une résistance nulle.

Posté par
lilou6767
electrolyseur 23-04-11 à 18:18

Mais dans cette exercice comment c'est on que la résistance est nulle ?

Posté par
lilou6767
re : Electrolyseur 23-04-11 à 18:23

Mais dans cette exercice comment sait on que la résistance est nulle ? (désoler pour les fautes ^^)

Posté par
Marc35
re : Electrolyseur 23-04-11 à 19:28

Ce n'est effectivement pas écrit explicitement mais il est question d'un générateur de tension. Un générateur de tension idéal a une résistance interne nulle.
On nous dit simplement que la tension aux bornes du générateur est 12,0 V. On est obligé de supposer qu'elle est constante bien que ce ne soit pas dit explicitement. L'énoncé n'est pas très rigoureux.

Posté par
lilou6767
Electrolyseur 08-05-11 à 17:38

question 3 : On a : E - R I - E' - r I = 0 mais comment le sais-t-on ?

et question 4 : Donc U = R I + E' + r I  pourquoi on dit  R I ? ce n'est pas E - RI ?

Merci de votre aide!

Posté par
Marc35
re : Electrolyseur 08-05-11 à 17:58

Citation :
question 3 : On a : E - R I - E' - r I = 0 mais comment le sait-t-on ?

C'est l'équation de la maille (encore appelée loi d'additivité des tensions).
C'est la tension du générateur - la tension aux bornes de R - la tension aux bornes de l'électrolyseur.
Ce qui peut encore s'écrire :
E - RI - (E'+r'I) = 0
Citation :
et question 4 : Donc U = R I + E' + r I  pourquoi on dit  R I ? ce n'est pas E - RI ?

La tension U aux bornes du dipole est la somme de la tension aux bornes de R (= RI) et de la tension aux bornes de l'électrolyseur.
U = RI + (E'+r'I)
La tension aux bornes de l'électrolyseur est E'+r'I parce que c'est un récepteur ( ne pas confondre avec le générateur E - rI ).

Posté par
Marc35
re : Electrolyseur 08-05-11 à 18:00

Citation :
C'est la tension du générateur - la tension aux bornes de R - la tension aux bornes de l'électrolyseur.

C'est la tension du générateur - la tension aux bornes de R - la tension aux bornes de l'électrolyseur égale à 0 parce qu'on a fait le tour de la maille et que l'on est revenu au point de départ.

Posté par
Albert
Methode par la Loi de Pouillet. 08-05-11 à 18:38

Bonjour  a tous,

bien que ce sujet soit ancien et que Maelys,qui l'a propose,ne soit plus membre,voici une methode elegante et rapide:

Dans un circuit electrique simple,la Loi de Pouillet s'applique:

             Sigma(E) + Sigma(E')= I.Sigma(R)    

Sigma designe ici la lettre grecque qui indique une sommation de grandeurs.

Sigma(E)=somme de toutes les forces electromotices du circuit,etc...

          Donc,I=Sigma(E)+Sigma(E')/Sigma(R)

il vient:      I=12-1,90/R+R' avec R' resistance interne du recepteur(electrolyseur)

               I=10,10/51,2+R  Expression generale de l'Intensite dans le circuit.

Il semble que Maelys se soit trompee dans les valeurs qu'elle annonçait.
Si vous remplacez R par Rm=O Ohm ,vous trouvez Imax=197 mA environ.

Si vous remplacez R par RM=100 Ohms,vous trouvez Imin=67mA environ.

                                           Bonne fin de Week-end a tous.



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