3 Modélisation d'un générateur
de tension réel
Entre les bornes d'un générateur de tension idéal, la tension électrique est constante
quel que soit le courant qui le traverse. Ce n'est pas le cas pour un générateur réel.
OBJECTIF Tracer et interpréter la caractéristique tension-courant d'un générateur
réel de tension, puis exprimer et étudier son rendement.
Protocole
Détermination de la caractéristique d'un générateur
• Réaliser le montage ci-dessous et le faire vérifier par le professeur.
• Faire varier la valeur de la résistance R₁, du rhéostat* (entre 0 et
33 52) de manière à obtenir une dizaine de valeurs pour l'intensité /
du courant qui parcourt le circuit.
Pour chaque valeur de I, relever la tension U aux bornes
du générateur. Présenter les résultats dans un tableau.
• Placer les points de mesure dans un graphique présentant /
en abscisses et U en ordonnées.
• Tracer la droite-modèle, nommée caractéristique du générateur,
et déterminer son coefficient directeur et son ordonnée à l'origine.
Fiche 8 p. 433
A
V
E
R₁
266
+
Rp
2. Montrer que pour un courant d'intensité /, la puissance fournie
par ce générateur au reste du circuit s'écrit:
Questions
1. On modélise un générateur réel par l'association en série d'un générateur
idéal et d'un dipôle ohmique de résistance r de faible valeur.
a. Cette modélisation est-elle cohérente avec les mesures réalisées ?
b. Déduire de l'équation de la caractéristique du générateur la valeur de r
et de la f.é.m. E du générateur.
Matériel
Générateur de tension continue ou pile,
de f.é.m. comprise entre 4,5 V et 12V
Résistance de protection R₂-1022
Rhéostat de résistance maximale 330
• Voltmètre
• Ampèremètre
b. Proposer alors une définition du rendement d'un générateur réel
et l'exprimer en fonction de E, r et l.
Vocabulaire
Rhéostat: résistance de valeur variable, choisie
par l'utilisateur.
P₁ = El-r1²
Attribuer à chacun des deux termes du membre de droite les noms suivants :
- puissance consommée par le générateur ;
- puissance dissipée par effet Joule.
3. a. Quelle serait l'expression de la puissance fournie par un générateur idéal
de tension ?
Thème 3. l'énergie conversions et transforts
Sur un graphique
représentant
<< A en fonction
de B», A est en
ordonnées et B,
en abscisses.
Maths
AA
Ordonnées
0
Abscisses
Fiche 8 p. 433
Bilan
Quelles sont les
conséquences pratiques de
la présence d'une résistance
interne au générateur sur:
- la valeur de l'intensité/
du courant imposé par
le générateur au reste
du circuit?
- le rendement
1 C
du générateur ?