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générateurs

Posté par
erika
04-05-13 à 21:08

Bonsoir. j'ai besoin de votre aide pour l'exercice suivant: on a 10 piles , chacune de f.e.m E1 et de résistance interne r1. les 10 piles montées en série débite sans un résistor de résistance variable R. l'intensité du courant passant dans le circuit ainsi constitué est de 0.6 A quand R= 5. elle tombe à 0.5 A pour une résistance de 10. en déduire les valeurs de E1 et r1. je suis perdu et merci à tous ceux qui m'aideront y compris ceux qui ne le feront pas.

Posté par
rover
re : générateurs 04-05-13 à 23:20

Bonsoir erika,

La loi de la maille pour le 1er fonctionnement s'écrit :

10*E1 - 10*r1I1 - R*I1 = 0
avec I1 = 0,6 A et R = 5
Ce qui donne une 1ère équation avec 2 inconnues.
On recommence en écrivant la 2ème équation.
On résout le système.
Fais nous partager tes résultats si tu le désires.
Bon courage.

Posté par
erika
re : générateurs 05-05-13 à 19:38

bonsoir et merci. pour le 2e fonctionnement s'écrit: 10E1-10r1I2-R2I2= 0
soit le système:   10E1-6r1-3= 0  (1)
                   10E1-5r1-5=0   (2)
soit E1=1.5V et r1=2.

Posté par
rover
re : générateurs 05-05-13 à 20:38

Bonsoir,

Impeccable.
Bonne soirée.

Posté par
erika
re : générateurs 05-05-13 à 23:00

merci. maintenant on constitue un générateur en plaçant les piles précédentes en deux séries parallèles de 5 éléments chacune. ce générateur alimente un circuit comprenant en série un résistor de résistance 5 et un électrolyseur à électrodes de cuivre contenant une solution de Cu2SO4. la résistance interne de l'électrolyseur est r'=2. calculer l'intensité du courant passant dans le circuit, ainsi que la masse de cuivre déposé à la cathode de l'électrolyseur en 20min. Cu = 64g.mol
pour commencer, j'applique la loi de Pouillet I = E-E'/R puisque je n'ai pas E' comment est-ce que je fais?  est-ce que vous pouvez m'aider? merci d'avance

Posté par
rover
re : générateurs 05-05-13 à 23:48

Re-bonsoir,

Il faut d'abord calculer le générateur équivalent à l'association de 2 fois 5 piles placées en parallèle.
Sa fem vaut E = 1,5*5 V et sa résistance interne 5*2 en // avec 5*2

Le circuit ne comprend plus qu'une maille dont tu trouves l'équation comme précédemment.
Théoriquement l'électrolyseur possède une fcem E'. Si elle n'est pas donnée tu peux la considérer égale à 0 à moins que tu n'aies d'autres éléments permettant de la calculer.
On le considère alors passif et r' seul le caractérise.

Autre solution: théorème de superposition ou autre.

Posté par
erika
re : générateurs 15-05-13 à 20:36

Bonsoir. si la fcem est nulle l'équation de la maille s'écrira-t-elle E- r1I - RI+ rI = 0 ? ensuite I = E/r+R+r'
Avec E= 7.5 V et r = 10. I= 7.5/10+5+2 = 0.44 A ?

Posté par
erika
re : générateurs 15-05-13 à 20:40

Je suis désolée d'avoir répondu tardivement. merci

Posté par
rover
re : générateurs 15-05-13 à 21:06

Bonsoir,

Citation :
Il faut d'abord calculer le générateur équivalent à l'association de 2 fois 5 piles placées en parallèle.
Sa fem vaut E = 1,5*5 V et sa résistance interne 5*2  en // avec 5*2  


Sa résistance interne vaut 10en parallèle avec 10 soit ...
Pour le reste c'est bon.

Posté par
erika
re : générateurs 15-05-13 à 22:20

Bonsoir. r = 5*2/2  = 5 ??? et E = 7.5 V
I serait donc égale à 7.5/5+5+2 = 0.625 A .
la masse de cuivre déposée à la cathode en 20 min de fonctionnement est égale à I*t*MCu/2F. t= 20*60= 120s. mCu = 0.625*120*64/2*96500 = 0.25 g

Posté par
rover
re : générateurs 15-05-13 à 22:38

r = 5 oui

la masse de cuivre déposée : 0,25 g oui.

Bonne soirée.

Posté par
erika
re : générateurs 19-05-13 à 16:31

Bonjour et merci.ensuite on remplace l'électrolyseur de sulfate de cuivre par un électrolyseur à acide sulfurique et électrodes de platine et de même résistance r' . on constate l'intensité du courant traversant l'électrolyseur a la valeur I précédemment calculée si on met en dérivation entre les extémités du résistor R un résistor R' de résistance 1.25. déterminer la fcem de l'électrolyseur à acide sulfurique. quelle serait l'indication d'un volmètre placé en dérivation entre ses bornes? si le moteur est bloqué quelle serait la quantité de chaleur dégagée dans l'électrolyseur en 1 heure de fonctionnement?
1- la loi des mailles s'écrit: E - rI - RI + E +rI = 0 E= 0.875V  
2- U = E + rI = 0.875 + 2*0.625 = 2.125 V
3- Q = W = R*I2*t =1*0.6252*3600 = 1406.25 J

Posté par
rover
re : générateurs 19-05-13 à 17:18

Bonsoir,

Citation :
1- la loi des mailles s'écrit: E - rI - RI + E +rI = 0 E= 0.875V

Pour la valeur de E' je ne trouve pas cette valeur.
Peux-tu détailler ton calcul ?

Posté par
erika
re : générateurs 20-05-13 à 15:53

Salut. E - rI -RI + E'+ r'I = 0
   I = E - E'/ r+R+r'
E - E' = ( r+R+r') I
  E' = ( r+R+r') I/E
Avec R1 = R*R'/R'+R = 5*1.25/1.25+5 = 1
  E' = (2+1+2)*0.625/1.5 = 2.08 V ???

Posté par
rover
re : générateurs 20-05-13 à 16:07

Bonsoir,

Citation :
E - E' = ( r+R+r') I
  E' = ( r+R+r') I/E


Il y a une erreur d'équivalence entre ces 2 lignes.

D'accord pour R1 = 1 mais je ne le vois pas dans ta relation.
Enfin dans ton application numérique tu donnes à E la valeur 1,5 V. D'où sort-elle ?

Posté par
erika
re : générateurs 20-05-13 à 17:05

c'était juste une erreur en effet,  E = 7.5 V.
E' = (2+1+2)*0.625/7.5 = 0.4 V ???
Sinon je n'y comprends vraiment rien.  

Posté par
rover
re : générateurs 20-05-13 à 17:17

Re-,


Citation :
E - E' = ( r+R+r') I
E' = ( r+R+r') I/E
Il y a une erreur d'équivalence entre ces 2 lignes.


La 1ère erreur est là.

Posté par
erika
re : générateurs 20-05-13 à 17:52

je ne me retrouve pas est ce de ça ?
  E' = -(r+R+r')I-E = -(2+1+5)*0.625-7.5 = 4.375 V ???

Posté par
rover
re : générateurs 20-05-13 à 18:09

Citation :
E' = -(r+R+r')I-E = -(2+1+5)*0.625-7.5 = 4.375 V ???


Il reste une erreur de signe.

De plus ton résultat de calcul numérique devrait-être négatif.

Posté par
erika
re : générateurs 20-05-13 à 18:19

E'= -(5+1+2)*0.625/(-7.5) = -0.66 V  c'est ça ?

Posté par
rover
re : générateurs 20-05-13 à 18:29

Résoudre une équation ce n'est pas "bricoler" un résultat.
Réécris correctement la 2ème ligne, littéralement et fait ensuite l'application numérique.  

Citation :
E - E' = ( r+R+r') I
E' = ( r+R+r') I/E
Il y a une erreur d'équivalence entre ces 2 lignes.

Posté par
erika
re : générateurs 20-05-13 à 18:43

E' = (r+R+r')I - E
A.N : E' = (5+1+2)/0.625-7.5 = -2.5 V
E' = -2.5 V c'est toujours " bricolé" ?

Posté par
rover
re : générateurs 20-05-13 à 19:00

Oui, c'est bricolé car :
E - E' = ( r+R+r') I E' = E - (r+R+r')I

Et E' = +2,5 car le signe est déjà dans la mise en équation.

Pour les 2 dernières questions la démarche est bonne, il suffit de reprendre les calculs numériques.

Bonne soirée.

Posté par
erika
re : générateurs 20-05-13 à 19:11

Merci. juste une chose qui me tracasse vous avez dit que la fcem devrait être négative non ?Donc l'indication du voltmètre sera -3.75 V .

Posté par
rover
re : générateurs 20-05-13 à 19:38

Si tu veux comprendre ce que tu manipules il faut raisonner sur un schéma en choisissant un sens pour le courant et en portant les vecteurs associés à chaque dipôle dans la maille et "parcourir la maille toujours dans le même sens" pour la mise en équation.
C'est toi en notant E - E' qui a décrété que E et E' était opposées par le signe dans la maille ! Ce qui est vrai puisqu'elles s'opposent.
La réponse demandée pour le voltmètre est toujours la plus simple donc positive puisque c'est son branchement, qui n'est pas précisé ici, qui définit le signe de l'affichage.
Bonne soirée.

Posté par
erika
re : générateurs 24-05-13 à 17:44

Bonsoir. s'il vous plait est ce que vous pouvez jeter un coup d'oeil sur la question sur la question 3 ? Merci d'avance.

Posté par
erika
re : générateurs 24-05-13 à 18:12

Bonsoir. s'il vous plait est ce que vous pouvez jeter un coup d'oeil à la question 3 ? Merci d'avance.

Posté par
rover
re : générateurs 24-05-13 à 19:34

Bonsoir,

L'énergie que tu as calculée est celle qui est consommée par la résistance interne de l'électrolyseur.
Est-ce ce qui est demandé ?

S'il s'agit de l'électrolyseur il est accessible par 2 bornes et il comporte 2 caractéristiques internes : R et E'.

Trois relations permettent de calculer l'énergie :

W = RI²t ; W = UIt et W = U²t/R

Mais quel U, quel I, quel R ?

Qu'en penses-tu ?

Posté par
erika
re : générateurs 24-05-13 à 20:06

Bonsoir,
Aucune idée d'abord quand le moteur est bloqué qu'est ce qui se passe ?

Posté par
rover
re : générateurs 24-05-13 à 20:32

Je suppose que tu appelles "moteur" l'électrolyseur, ou alors le circuit comporte-il aussi un moteur dont tu n'aurais pas parlé ?

Posté par
erika
re : générateurs 24-05-13 à 20:38

Non je voulais en effet dire "l'électrolyseur".

Posté par
rover
re : générateurs 24-05-13 à 20:51

Bon. Mais tu n'avais pas tort car l'électrolyseur se comporte comme un moteur.

L'électrolyseur est accessible par ses 2 bornes.
Il faut donc calculer l'énergie consommée entre ses 2 bornes.
Au passage la valeur de la résistance interne de l'électrolyseur est de 2 au lieu de 1 pris pour ton calcul numérique.
Quelle est la meilleure relation pour calculer W sachant que la question 2 a, peut-être, été posée pour t'aider ?

Posté par
erika
re : générateurs 25-05-13 à 18:43

  Bonsoir,

  Je sais pas puisque l'électrolyseur est bloqué peut être la quantité de chaleur dégagée est nulle c'est-à-dire
Q = 0 J ?

Posté par
rover
re : générateurs 25-05-13 à 19:30

Bonsoir,

Citation :
si le moteur est bloqué quelle serait la quantité de chaleur dégagée dans l'électrolyseur en 1 heure de fonctionnement?


L'interprétation de l'état de l'électrolyseur est dans cette phrase ambiguë.
Est-ce l'énoncé exact ?

Posté par
erika
re : générateurs 25-05-13 à 21:05

salut.
c'est bien l'énoncé exact de l'exercice ou c'est une erreur du livre ?

Posté par
rover
re : générateurs 25-05-13 à 21:12

Re-,

Il faut donc supposer que l'électrolyseur est bloqué "dans l'état de fonctionnement étudié".
Il est donc parcouru par un courant et il existe à ses bornes une ddp que l'on vient de calculer.

Posté par
erika
re : générateurs 25-05-13 à 21:23

  la ddp est 2.5V ou 3.75V ?
Q = ???

Posté par
erika
re : générateurs 25-05-13 à 21:55

  je dois vous laisser .
      Bonne soirée!

Posté par
rover
re : générateurs 25-05-13 à 22:14

Rappel : mon post du 24-05-13 à 20:51

Citation :
L'électrolyseur est accessible par ses 2 bornes.
Il faut donc calculer l'énergie consommée entre ses 2 bornes.


La ddp est celle de ton post du  20-05-13 à 19:11 (au signe près)

Fais-nous ton résultat, si tu le désires.
Bonne soirée aussi.

Posté par
rover
re : générateurs 25-05-13 à 22:20

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