La puissance du transfert d’énergie électrique entre un générateur et un

circuit constitué de conducteurs ohmiques dépend-elle de ces

conducteurs ohmiques et de la façon dont ils sont branchés ?

I- RAPPELS1. Quelle est la relation qui permet de calculer la puissance d’un transfert d’énergie électrique en fonction des grandeurs électriques de base qui se mesurent avec des multimètres?

P = U×I

Et maintenant des relations donnant P mais en faisant intervenir la valeur de la résistance ?

P = U.I

I = U/R

P = U2 / R

U = R.IP = R.I2

II. Le problèmeOn dispose de 2 conducteurs ohmiques R1 = 100 et R2 = 220 d’un générateur de tension constante* 6V et d’un ampèremètre . 1. Schématiser les 4 montages que l’on peut réaliser à partir de ces conducteurs ohmiques*alimentation stabilisée

1

2 3

4

2. Dans chacun de ces montages on appelle P la puissance du transfert d’énergie électrique reçue par le circuit : Comment peut-on les classer par ordre de puissance électrique croissante ?

(argumentez votre réponse et indiquez quels sont les montages qui vous posent problème).

Si on veut classer les associations de conducteurs ohmiques précités par puissance P croissante alors que la tension qui leur est appliquée est constante, quelle grandeur faut-il comparer ?

Si la tension est constante, on peut comparer l’intensité qui traverse le circuit (la branche principale) pour comparer les puissances transférées dans chaque circuit.

Montage N°

Tension U (V)

Intensité I (A)

Puissance P (W)

1 6 0,018

2 6 0,060

3 6 0,0273

4 6 0,0873

Montage N°

Tension U (V)

Intensité I (A)

Puissance P (W)

1 6 0,018 0,11

2 6 0,060 0,36

3 6 0,0273 0,16

4 6 0,0873 0,52

Pour résumer : De quoi dépend donc la valeur de la puissance électrique mise en jeu dans un groupement de conducteurs ohmiques?La puissance électrique mise en jeu dans un groupement de conducteurs ohmiques dépend de 2 facteurs :- de la valeur de chaque résistance- du mode d’association de ces résistances

III. Que devrait savoir calculer le physicien pour prévoir la valeur de cette puissance sous une

tension constante ?

La résistance d’un conducteur ohmique ou de l’association de conducteurs ohmiques (permet de prévoir la puissance mise en jeu dans un circuit)

Sous une même tension , plus la valeur de la résistance est faible et plus la puissance du transfert est………….GRANDE

Je n’y comprends plus rien . Vous nous dites que plus R est petit et plus la

puissance électrique P est grande . Or dans P = R.I2 plus R est petit et plus P

est petit .

A tension U constante , et si R1 <R2 que peut on prévoir sur P1et P2?

III-1: Cas des résistances seulesIII-1: Cas des résistances seules(circuit 2 et 3)(circuit 2 et 3)

1 2R R

1 2

1 1

R R

2 2

1 2

U U

R R 1 2P P

III-2: Cas des résistances en sérieIII-2: Cas des résistances en série(circuit 1)(circuit 1)

Comment calculer la résistance de l’association des résistances en série ?

P association= P1 + P22

1 IR +2

2 IR 2

21 I)RR(

=

Lorsque des conducteurs ohmiques sont en série, la résistance équivalente de l’association est égale à la somme des résistances de chaque conducteur ohmique.

On peut dire aussi qu’une association de conducteurs ohmiques se comportent comme un conducteur ohmique de résistance égale à la somme des résistances de l’association.

Comment se calcule la résistance équivalente d’une association de conducteurs ohmiques en série?

Req série = iR

Remarque : Lorsque des conducteurs ohmiques sont en série, la résistance équivalente de l’association est supérieure à la valeur Ri de la résistance de chacun des conducteurs ohmiques.

III-3: Cas des résistances en dérivationIII-3: Cas des résistances en dérivation

Comment calculer la résistance de l’association des résistances en dérivation?

=

P association= P1 + P2211 IR + 2

22 IR

1

2

R

U +

2

21

)11

( URR

P association

eqR

U 2

2

2

U

R

Lorsque des conducteurs ohmiques sont en dérivation , leur résistance équivalente s’obtient en faisant :

.....RRReq

21

111

soit

Geq = G1 + G2 +……

CONCLUSIONCONCLUSION

1- L’intensité du courant produit par le générateur dépend :- des caractéristiques du générateur- des valeurs des résistances des conducteurs ohmiques - du type d’association des conducteurs ohmiques

2- Si on ajoute un conducteur ohmique de résistance R en série sur une association donnée , la ……. de l’association obtenue augmente de…..

ReqR

3- Si on ajoute un conducteur de résistance R en parallèle sur une association donnée , la ……. de l’association obtenue augmente de ….

GeqG

Pour finir (en apothéose)Problème : à partir de 3 résistances (supposées identiques) on peut réaliser les montages suivants 

1- Classer sans faire de calculs ces 7 associations dans le sens des résistances équivalentes croissantes 2- Pour celles que l’on ne sait pas classer faire le calcul.(3- Vérifier expérimentalement cette classification)

Classement des 7 associations dans le sens des résistances équivalentes croissantes