DIPOLES PASSIFS - DIPOLES ACTIFS

1. DIPOLES PASSIFS-DIPOLES ACTIFS

2. 2.1. Les dipôles passifs Un dipôle passif est un dipôle qui ne peut pas générer de l’énergie électrique par lui-même. Il s’agit nécessairement d’un récepteur. A ce titre, on le décrira nécessairement en convention récepteur. • Résistances • Toutes lampes électriques • Diodes • Bobines • Condensateurs • … • Moteurs électriques • Accumulateurs • Cuves à électrolyse • …

3. 2.2. Récepteurs ohmiques Un dipôle résistif s'oppose au passage du courant. Il a pour fonction de réguler la circulation du courant électrique dans le circuit ou de régler la valeur de la tension électrique aux bornes d'un composant. Un dipôle résistif transforme l'énergie électrique absorbée en chaleur.

4. 2.2. Exemples Résistance radio Fer à repasser Potentiomètre Ampoule à incandescence Plaque de réchaud Rhéostat Radiateur Thermoplongeur

5. 2.2.2. Loi d’Ohm La caractéristique courant-tension d'un dipôle donne les variations de la tension électrique aux bornes du dipôle en fonction des variations de l'intensité du courant qui le traverse. Ce qui s'écrit en notation symbolique u=f(i).

6. 2.2.2. Loi d’Ohm L'intensité I du courant passant à travers le conducteur résistif est proportionnelle à la valeur de la tension électrique U appliqué à ses bornes et inversement proportionnelle à la valeur de la résistance R. Ce qui s'écrit mathématiquement : I = U/R ou U = R.I V A Ω (Ohm)

7. 2.2.3. Effet Joule Le phénomène d'échauffement d'un conducteur ohmique traversé par un courant électrique s'appelle L'effet Joule. La puissance dissipée par effet Joule dans un conducteur ohmique de résistance R, traversé par un courant d'intensité I s'écrit : pJ = R.I² W A Ω

8. 3.1. Dipôles actifs Un dipôle actif est un composant capable de mettre en mouvement des porteurs de charges (ions ou électrons). • D'une manière générale, un électromoteur possède les propriétés suivantes : • La caractéristique courant-tension du dipôle ne passe pas par le point origine. • Le dipôle est polarisé, donc dissymétrique, ce qui signifie que ces deux bornes ne sont pas interchangeables comme pour un résistor. • S'il est générateur, le dipôle transforme l'énergie chimique, mécanique ou de rayonnement sous forme d'énergie électrique. • S'il est récepteur, le dipôle transforme l'énergie électrique principalement sous forme chimique ou mécanique.

9. 3.1. Exemples de dipôles actifs générateurs Alimentation stabilisée : adapte la tension alternative du secteur entension continue de valeur stable (quasiment indépendante de la charge). Pile 9V : transforme l'énergiechimique stockée dans la pile en énergie électrique. Photopile ou cellules photovoltaïques : transforme l'énergie lumineuse en énergie électrique.

10. 3.1. Exemples de dipôles actifs réversibles Batterie d'automobile : transforme de façon réversible l'énergie chimique en énergie électrique. Piles rechargeables Machine à courant continu :- Moteur à courant continu : transforme l'énergie électrique en énergie mécanique- Dynamo, génératrice à courant continu ou frein : transforme l'énergie mécanique en énergie électrique .

11. 3.1. Exemple de dipôle actif récepteur Cuve à électrolyse ou électrolyseur.

12. 3.2. Le générateur de tension parfait Un générateur de tension parfait est un générateur qui délivre toujours la même tension quelque soit la valeur de l'intensité du courant qu'il fournit à sa charge. Son symbole est le suivant : tension à ses bornes est souvent notée E, qui est appelée "force électromotrice" du générateur.

13. u (V) E i (A) Imax 0 Imin 3.2. Caractéristique du générateur de tension parfait

14. 3.3. Générateurs linéaires de tension Essai à vide : Essai sous charge variable :

15. 3.3. Générateurs linéaires de tension Définition du modèle équivalent de Thévenin : Tout générateur linéaire de tension peut être remplacé, dans un schéma, par son modèle équivalent de Thévenin constitué de la mise en série d'un générateur de tension parfait de fem égale à la fem du générateur réel et d'une résistance égale à la résistance interne du générateur réel :

16. 3.3. Générateurs linéaires de tension : MET uG = a.i + b Où b est l'ordonnée à l'origine de la droite et a sont coefficient directeur (négatif). Ainsi, la tension aux bornes du générateur s'écrit uG = E - r.i, avec E, force électromotrice du générateur et r, résistance interne du générateur, i, intensité du courant débité par la générateur.

17. I E U R.I R 3.4. Les électromoteurs réversibles U = E + RI