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Niveau seconde
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Exercice Signaux et Capteurs

Posté par
Devoirs33
24-03-21 à 11:13

Bonjour à tous,
Je reviens vers vous pour votre aide car j'ai des exercices de physique chimie à faire.
Exercice 1 :
1) Identifier les dipôles présents dans cette expérience ( image en pj)
J'ai dit qu'il y a une lampe et une pile.
2) Schématiser le circuit.
( voir en pj)
3) Représentez la caractéristique tension-courant Uab = f(I) de la lampe en fonction de :
Uab (en V)  0    0,25   1,72    2,72      3,72     5,28      6,64
I (en mA)       0       54      153      198      237      285      324

4) La tension Upn aux bornes de la pile neuve dans l'expérience en CE1 en fonction de l'intensité I du courant électrique est donnée par la relation Upn = 4,56 -  1,80 x I
Représentez sur le graphe précédent la caractéristique tension-courant Upn = f(I) de la pile et en déduire les coordonnées de Ip et de Up point de fonctionnement du circuit.


Exercice Signaux et Capteurs

Exercice Signaux et Capteurs

Posté par
gbm Webmaster
re : Exercice Signaux et Capteurs 24-03-21 à 11:20

Bonjour,

1. Oui !

2. OK, peut-être représenter l'intensité du courant circulant dans le circuit et les tensions aux bornes de chaque dipôles (attention aux conventions)

3. Où est le graphique ?

Posté par
Devoirs33
re : Exercice Signaux et Capteurs 24-03-21 à 11:40

Bonjour,
Merci de m'avoir répondu.
Voici en pièce jointe mon graphique :

Exercice Signaux et Capteurs

Posté par
Devoirs33
re : Exercice Signaux et Capteurs 24-03-21 à 11:42

2. Voici mon circuit que j'ai soigneusement modifié :

Exercice Signaux et Capteurs

Posté par
gbm Webmaster
re : Exercice Signaux et Capteurs 24-03-21 à 17:01

Ok avec ta caractéristique et la reprise de ton schéma !

Pour la question 4, il faut que tu traces la droites proposée pour la caractéristique de la pile sur ton précédent graphique.

Peux-tu me rappeler à quoi correspond un point de fonctionnement ?

Posté par
Devoirs33
re : Exercice Signaux et Capteurs 24-03-21 à 17:10

Bonsoir,
Un point de fonctionnement est le point P de coordonnées (Ip ; Up) sur la caractéristique.
C'est une définition que j'ai trouvé sur Internet car je n'ai jamais travaillé sur " le point de fonctionnement".

Posté par
gbm Webmaster
re : Exercice Signaux et Capteurs 24-03-21 à 17:14

Je t'accorde que c'est à la limite de ton programme : il s'agit du point d'intersection entre la caractéristique de ta lampe et celle de la pile : cela te donne la tension aux bornes de la lampe et l'intensité du courant qui la traverse dans ce circuit.

Posté par
Devoirs33
re : Exercice Signaux et Capteurs 24-03-21 à 17:16

D'accord, merci.  C'est-à-dire que je dois construire la caractéristique de la pile dans le caractéristique de la lampe. Mais, l'énoncé de me donne pas les valeurs de la pile pour que je la construis :(

Posté par
Priam
re : Exercice Signaux et Capteurs 24-03-21 à 18:42

Bonsoir,
4) La caractéristique de la pile est donnée par la relation Upn = . . .

Posté par
Devoirs33
re : Exercice Signaux et Capteurs 24-03-21 à 18:46

Bonsoir Monsieur,
C'est-à-dire que je fais :  Upn = 4,56 -  1,80 x I
Upn = 4,56 -  1,80 x 54x10 puissant -3
Upn = 4,56 -  1,80 x 153 x puissant -3
Ainsi de suite ... ??
Merci.

Posté par
gbm Webmaster
re : Exercice Signaux et Capteurs 24-03-21 à 18:51

Bonsoir Priam,

@Devoirs33 :

Tu as appris dans ton cours de maths comment tracer une droite affine y = a.x + b ?

Ici, tu as Upn = 4,56 - 1,80 x I

avec
y = Upn
a = -1,80
b = 4,56
x = I

Tu auras sur un même schéma les courbes caractéristiques de la pile et de la lampe : celles-ci vont se croiser à un point qu'on appelle point de fonctionnement P

Posté par
Devoirs33
re : Exercice Signaux et Capteurs 24-03-21 à 19:17

D'accord mais comment faire pour connaître i de la pile ? Il faut faire un calcul ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Exercice Signaux et Capteurs 24-03-21 à 20:15

Mais non : comme si je t'avais demandé de tracer la courbe y = 3x + 2, tu aurais choisi des valeurs particulières pour x et tu aurais placé les points pour tracer la courbe.

Ici c'est pareil : Upn = 4,56 - 1,80 x I, tu choisis quelques valeurs particulières (2 suffisent), tu places les points et tu traces la droite sur le même graphique que précédemment

Posté par
Devoirs33
re : Exercice Signaux et Capteurs 24-03-21 à 20:17

Si j'ai bien compris je dois remplacer I par une valeur au hasard et tracer la caractéristique de la pile ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Exercice Signaux et Capteurs 24-03-21 à 20:24

Oui, comment tu aurais fait en maths, tu aurais bien pris x = 1 et x = 10 par exemple ?

Attention aux unités quand tu va choisir deux points : je suppose que Upn est en V et donc I doit être en A pour le calcul (en principe l'énoncé te le confirme).

Puis tu convertiras ensuite I en mA pour placer les points sur ton graphique et tracer la droite affine

Posté par
Devoirs33
re : Exercice Signaux et Capteurs 24-03-21 à 20:47

D'accord merci. Je met vos conseils en œuvre et je reviendrai vers vous si vous le permettez. Merci , bonne soirée.

Posté par
gbm Webmaster
re : Exercice Signaux et Capteurs 24-03-21 à 20:57

Pas de soucis, tu pourras poster la courbe et avoir les coordonnées du point de fonctionnement

Bonne soirée

Posté par
Devoirs33
re : Exercice Signaux et Capteurs 25-03-21 à 08:28

Bonjour,

J'ai remplacer I par x=50 et x=200, le problème est que le résultat est un nombre négatif  

Posté par
gbm Webmaster
re : Exercice Signaux et Capteurs 25-03-21 à 19:05

Voyons, tu ne crois pas que ça fait trop I = 50 et 200 A par rapport aux intensités fournies pour la caractéristique de la lampe ?

I = 0,1 A => Upn = 4,56 - 1,80 x I = ...

I = 0,3 A => Upn = 4,56 - 1,80 x I = ...

Posté par
Devoirs33
re : Exercice Signaux et Capteurs 25-03-21 à 20:06

I = 0,1 A => Upn = 4,56 - 1,80 x I = 4,38 V

I = 0,3 A => Upn = 4,56 - 1,80 x I = 4,02 V

Désolé pour les valeurs excessives, comme vous m'avez dit que je peux choisir des valeurs au hasard, j'ai dépassé les limites, veuillez m'en excuser..

Posté par
gbm Webmaster
re : Exercice Signaux et Capteurs 25-03-21 à 20:15

C'est la valeur du tableau de mesure tension - courant pour la lampe qui m'a donné une indication : on ne va pas au-delà de 350 mA = 0,350 A, il est donc fort probable que notre point de fonctionnement se trouve avant

Sans compter le fait que 50 ou 100 A c'est énorme ! Si tu as un tableau électrique chez toi avec des fusibles, tu verras qu'on est plus autour des 1-20 A pour nos appareils, donc la pile délivre un courant bien plus petit sinon ta lampe grillerait.

Posté par
Devoirs33
re : Exercice Signaux et Capteurs 25-03-21 à 21:40

Bonsoir,

Merci votre message très compréhensif !
J'ai tracé la caractéristique de la pile mais c'est compliqué car les valeurs sont très petites..  

Posté par
Devoirs33
re : Exercice Signaux et Capteurs 25-03-21 à 21:41

Voici le graphique :

Exercice Signaux et Capteurs

Posté par
gbm Webmaster
re : Exercice Signaux et Capteurs 26-03-21 à 07:31

Heu, il y a un problème dans les abscisses : 0,1 A = 100 mA et 0,3 A = 300 mA, il faut faire attentions aux conversion d'unité

Posté par
Devoirs33
re : Exercice Signaux et Capteurs 26-03-21 à 08:42

Bonjour,

D'accord merci. Voici mon graphique. :

Je vois que les deux courbes se croisent donc ils forment un point d'intersection qui est le point de fonctionnement.

Exercice Signaux et Capteurs

Posté par
Devoirs33
re : Exercice Signaux et Capteurs 26-03-21 à 08:44

Donc : P ( 250 ; 4,02 ) ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Exercice Signaux et Capteurs 26-03-21 à 10:30

Attention ! Tu es censé tracer une droite affine, pourquoi avoir une cassure jusqu'à l'origine du repère

Je te rappelle que y = a.x + b

a est le coefficient directeur de la droite
b son ordonnée à l'origine (donc pour x = 0)


Donc ici, Upn = 4,56 - 1,80 x I

Axe des abscisses, l'intensité du courant I (exprimé en mA dans le choix de l'échelle sauf dans la formule pour être homogène)

Axe des ordonnées, la tension aux bornes de la pile Upn (en V)

b = 4,56 V est la tension à vide ou force électromotrice (donc à I = 0 A) de la pile

-1,80 V/A est le coefficient directeur de la droite (ou pente de la droite)

Posté par
Devoirs33
re : Exercice Signaux et Capteurs 26-03-21 à 11:21

J'ai rien compris du tout
Comment on est censé savoir si on a faire à une droite affine alors que on ne l'a pas encore tracé ?

Pour le coefficient directeur, on doit choisir deux points au hasard sur la droite de modélisation.
Pour l'ordonnée à l'origine, il faut voir à quel moment commence la droite mais ici, on n'a pas encore tracer la caractéristique de la pile donc comment savoir ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Exercice Signaux et Capteurs 26-03-21 à 12:43

Houlà ... Tu as eu un cours sur les droites affines en maths ?

Tu as des fiches de cours si besoin, je ne peux pas refaire un cours complet :

Et des exercices ici : et

Sinon, il suffit de l'admettre et de prolonger ta droite jusqu'à l'ordonnée du repère :

Exercice Signaux et Capteurs

Posté par
Devoirs33
re : Exercice Signaux et Capteurs 26-03-21 à 12:46

Bonjour,
Non, en a l'heure actuelle, nous apprenons un cours sur les vecteurs, ma professeur a dit que les  droites affines seront abordés vers la fin de l'année.

Posté par
Devoirs33
re : Exercice Signaux et Capteurs 26-03-21 à 12:47

A l'heure actuelle* ( désolé pour la faute d'orthographe).
Merci de m'avoir aider ! J'ai compris maintenant, merci aussi pour les cours !

Posté par
gbm Webmaster
re : Exercice Signaux et Capteurs 26-03-21 à 12:50

Dans ce cas, il faut l'admettre et tu en déduis l'allure en plaçant quelques points : là il en faudrait 3 pour te convaincre que ça ne peut être qu'une droite.

Je t'en prie pour l'aide, ces fiches te serviront donc en fin d'année.

Posté par
Devoirs33
re : Exercice Signaux et Capteurs 26-03-21 à 13:10

J'aimerai savoir une dernière chose :

Les coordonnés du point de fonctionnement P est ( O  ; 4,56) ?
Merci.

Posté par
gbm Webmaster
re : Exercice Signaux et Capteurs 26-03-21 à 13:14

Ah non, ce point correspond à la tension à vide (ou force électromotrice) de la pile

Les coordonnées du point de fonctionnement correspond au point "P" que je t'ai mis sur le graphique

Posté par
Devoirs33
re : Exercice Signaux et Capteurs 26-03-21 à 13:20

D'accord, merci !
C'est-à-dire que ses coordonnées est (  Ip ; Up) donc --->  P (  250 ; 4 )?

Posté par
gbm Webmaster
re : Exercice Signaux et Capteurs 26-03-21 à 13:50

ça en a tout l'air mais je n'ai pas refait au propre le graphique, il semble que la tension soit légèrement supérieure à 4 V

Posté par
Devoirs33
re : Exercice Signaux et Capteurs 26-03-21 à 14:08

D'accord, merci   .

Je me permets de poser une question ( encore une, désolé    ), comment avez-vous fait pour tracer la caractéristique de la pile ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Exercice Signaux et Capteurs 26-03-21 à 19:26

Comment j'ai fait ? J'ai utilisé les deux points que tu avais tracé et j'ai prolongé ton segment (puisqu'on parle bien d'une droite).

Mais si ça te perturbe, trace plus de points comme pour la caractéristique de la lampe


Posté par
Devoirs33
re : Exercice Signaux et Capteurs 26-03-21 à 19:29

gbm @ 26-03-2021 à 19:26

Comment j'ai fait ? J'ai utilisé les deux points que tu avais tracé et j'ai prolongé ton segment (puisqu'on parle bien d'une droite).
  


Bonsoir,
De quels points parlez-vous ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Exercice Signaux et Capteurs 27-03-21 à 07:56

Des valeurs particulières prises par I pour avoir Upn :

on a pris I = 0,1 A et I = 0,5 A, tu peux prendre I = 0,3 A

Tu auras alors 3 points (I ; Upn) à placer sur ton graphique et c'est forcément une droite qui permet de les relier

Posté par
Devoirs33
re : Exercice Signaux et Capteurs 27-03-21 à 10:59

Bonjour,

D'accord mais comment connaissez-vous l'ordonné à l'origine de la droite ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Exercice Signaux et Capteurs 27-03-21 à 11:08

Oui, ordonnée à l'origine c'est Upn pour I = 0 :

Upn (I = 0) = 4,56 - 1,80 x 0 = 4,56 V

cela te fait donc un quatrième point possible en plus des 3 autres proposés.

Posté par
Devoirs33
re : Exercice Signaux et Capteurs 27-03-21 à 11:11

Comment savoir l'ordonnée à l'origine d'une droite alors que l'énoncé ne l'a pas préciser ?
Mais si l'ordonnée à l'origine de cette droite est 0 pourquoi la droite ne commence pas par 0 ??  

Posté par
gbm Webmaster
re : Exercice Signaux et Capteurs 27-03-21 à 12:01

Ce sera plus clair quand tu auras fait le cours sur les fonctions :
- tu as forcément un repère (O, x, y) avec O appelée origine du repère, de coordonnées (0 ; 0) ;
- ici, ton repère c'est (O, I, Upn) avec O (0 A ; 0 V) ;
- l'ordonnée à l'origine est le cas où I = 0 A, soit ici Upn = 4,56 V

Citation :
Mais si l'ordonnée à l'origine de cette droite est 0 pourquoi la droite ne commence pas par 0 ??

Cela est vrai si tu as une relation de proportionnalité entre U et I (U = k * I) : ça aurait été le cas pour la caractéristique une résistance (loi d'Ohm) mais pas pour celle d'une pile : c'est une droite affine avec une ordonnée à l'origine différente de (0 ; 0).

Posté par
Devoirs33
re : Exercice Signaux et Capteurs 27-03-21 à 12:03

D'accord, merci beaucoup ! C'est plus clair

Posté par
gbm Webmaster
re : Exercice Signaux et Capteurs 27-03-21 à 12:05

Je t'en prie, tant mieux si c'est le cas



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