Générateur et récepteur d’énergie électrique

La représentation du graphique de la tension aux bornes d’un dipôle en fonction de l’intensité du courant qui le traverse est appelée la “caractéristique du dipôle”. Dans ce TP, nous allons nous intéresser aux caractéristiques d’un générateur (ici une pile plate), ainsi qu’à celles d’un récepteur (ici un conducteur ohmique).

1- Caractéristique d’un générateur (pile plate)

Montage avec une pile

A l’aide de l’ampèremètre branché en série et du Voltmètre branché en dérivation, nous avons pu mesurer, pour différentes valeurs de résistance R’, la tension U aux bornes de la pile et l’intensité du courant I qui la traverse. Ces valeurs sont répertoriées dans le tableau ci-dessous. Il nous permet, en plus, de créer le graphique correspondant qui représente donc la caractéristique de la pile.

          

 

Nous pouvons constater qu’une droite se crée très distinctement, il s’agit donc d’une fonction affine de la forme ax+b.

Ici, l’axe des abscisses représente l’intensité, le “x” représente donc l’intensité (en Ampère).

Le “b” correspond à l’ordonnée à l’origine, lorsque l’intensité est nulle, soit la tension à vide, on appelle cela la force électromotrice de la pile (fem), notée E, il remplace donc le “b”. Sur la pile, il est écrit 6V, cependant, la pile a déjà été consommée, c’est pourquoi, nous pouvons constater une force électromotrice de 4,8V.

Le “a” correspond quant à lui à l’opposé de la résistance interne (en  Ω Ohm) notée r, en effet, nous constatons que la droite est décroissante mais une résistance est toujours positive, il faut donc la rendre négative. Ici, nous pouvons déterminer une résistance de 1,04 Ω.

Pour conclure, nous pouvons constater que pour un générateur, la relation entre la tension à ses bornes et l’intensité du courant qui le traverse est  U = E – R*I

2-Caractéristique d’un récepteur et mise en évidence de l’effet Joule

Montage avec un conducteur ohmique

A l’aide de l’ampèremètre branché en série et du Voltmètre branché en dérivation, nous avons pu mesurer, pour différentes valeurs de la tension aux bornes du générateur, la tension U aux bornes du conducteur ohmique et l’intensité au courant qui le traverse. Ces valeurs sont répertoriées dans le tableau ci-dessous. Il nous permet, en plus, de créer le graphique correspondant qui représente donc la caractéristique du conducteur ohmique.

        

Nous pouvons constater qu’une droite  passant par l’origine se crée très distinctement avec une relation de proportionnalité observée, il s’agit donc d’une fonction linéaire de la forme ax.

Ici aussi, l’axe des abscisses représente l’intensité, le “x” représente donc l’intensité (en Ampère).

Le “a” correspond ici aussi à la résistance interne (en  Ω Ohm) notée r. Il l’est ici pas nécessaire de prendre son opposé, la droite est en effet bien croissante. Ici, nous pouvons déterminer une résistance de 0,51 Ω.

Pour conclure, nous pouvons constater que pour un récepteur, la relation entre la tension à ses bornes et l’intensité du courant qui le traverse est  U = R*I

Reflexions:

Garance: Pour une fois, j’ai trouvé ce TP réellement simple à réaliser, et pourtant il nous en a appris beaucoup. Ces révisions sur les phénomènes électriques étaient nécessaires, j’ai maintenant mieux en tête les relations qui peuvent exister entre la tension et l’intensité d’un courant électrique.

Myriam: Ce TP était vraiment très simple à réaliser. Il était très intéressant car il m’a permis d’apprendre à calibrer un multimètre (chose que je n’avais jamais réussi à faire correctement auparavant) et il m’a aidé à comprendre les relations entre l’intensité d’un courant électrique et la tension qui le traverse.

Léa: En effet, ce TP fut simple à réaliser. J’ai maintenant compris les relations possibles entre l’intensité d’un courant électrique et la tension qui traverse celui-ci. Cela faisait longtemps que je n’avais pas fait de TP sur l’électricité, celui-ci m’a donc permis de me souvenir de certains points et d’en apprendre de nouveaux.

Camille: Ce TP m’a appris à me familiariser davantage avec les montages électriques ainsi que les précautions à prendre, notamment avec le multimètre. Il est de plus intéressant de mieux comprendre les rapports entre la tension et l’intensité et de voir que ces rapports peuvent être particulièrement différents selon les montages.