PCSI-Electrocinétique

[Samuel9-14]

Bonjour à tous !
J'ai un DM à rendre pour la rentrée concernant l'électrocinétique et la mécanique quantique. Je précise que ce DM n'est pas noté et que je ne suis pas tenu de le faire en entier... Mais comme je n'ai jamais fait d'électricité dans ma scolarité (à part en troisième quoi...) je me sens complètement perdu, et même si mon prof a précisé que "c'était normal", ca n'en reste pas moins un problème à solutionner pour le prochain DS !

J'ai joint le sujet en pièce jointe.

Un modèle de thévenin c'est un générateur de courant en série avec une résistance.
Là il me semble bien que l'on n'est pas dans ce cas là, donc il faudrait "transformer" le circuit pour avoir un modèle de Thévenin et pouvoir utiliser le théorème, c'est bien ça ?
Si oui, faut-il utiliser les notions de diviseur de courant ?
Et, si non, ben j'ai rien compris ^^

Voilà, merci d'avance pour votre aide, j'ai dix jours pour comprendre le problème et le résoudre, ça devrait suffir mais le plus vite sera le mieux ^^
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[pephy]

bonjour

le but de la 1ère partie est précisèment de vous faire trouver les caractéristiques du générateur équivalent (Thévenin ou Norton).

1 a) La résistance à calculer s'obtient par des associations classiques série ou parallèle.
1 b) à traiter avec des diviseurs de tension
1 c) à traiter avec des diviseurs de courant

[stefjm]

Un modèle de Thévenin c'est un générateur de courant en série avec une résistance.

une source de tension en série avec une résistance. (loi de maille sur les tensions)

C'est équivalent à une source de courant en parallèle avec une résistance. (Modèle de Norton, loi de nœuds sur les courants)

[Samuel9-14]

Merci à vous deux !
Alors pour la 1,a : On a R4 et R1 en série,
R3+R2... en série ? le tout étant en parallèle,
et R5 en parallèle.
Et je somme tout "avec les formules du cours" c'est bien ça ?

Et sinon en fait, le théorème de Thévenin ne sera pas utile pour répondre aux questions 1.1, Par contre il sera utile pour la 1.2. c'est ça ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[pephy]

Alors pour la 1,a : On a R4 et R1 en série,

non; redessinez le réseau avec les sources éteintes...

R3+R2... en série ? le tout étant en parallèle

oui, mais... en parallèle avec quelle(s) résistance(s)?

Et sinon en fait, le théorème de Thévenin ne sera pas utile pour répondre aux questions 1.1, Par contre il sera utile pour la 1.2. c'est ça ?

En fait on vous fait redémontrer le théorème; à n'utiliser qu'à partir de 1.6

[Samuel9-14]

Avec les sources éteintes, le générateur de courant se comporte comme un fil et le générateur de tension comme un circuit ouvert c'est ça ?
Ou alors, on a plutôt R1, R3+R2 et R5 en dérivation avec R4...

[pephy]

OK pour l'extinction des sources; mais telle que vous la décrivez votre association de résistances n'est pas bonne.
R5 est entre A et B; elle ne peut donc pas être en parallèle avec R4 seule...

[Samuel9-14]

Pourquoi ? Elle serait en parallèle avec R4 et une autre ?

[Samuel9-14]

Ps : ou alors...
R1, R2+R3, R5 sont en parallèles, on fait la somme de ces résistances que l'on note R'. Et on se retrouve avec R4 et R' en série, et on fait la somme ?

[pephy]

vous devriez revoir la définition d'association série et parallèle...

laissez R5 de côté!il faut d'abord trouver la résistance équivalente du groupement R4, R1, R2, R3
remplacez R2+R3 par R';
R' est connectée comment par rapport à R1 ? trouvez la résistance équivalente R'' et associez-là à R4
...

[Samuel9-14]

R' et R1 sont en parallèles, non ?
Et R'' et R4 sont en série ?, je suis désolé, je suis complètement paumé...

[pephy]

R' et R1 sont en parallèles, non ?
Et R'' et R4 sont en série ?

oui; donc maintenant rien ne vous empêche de faire le calcul...

[Samuel9-14]

D'accord Merci !
Mais R5 alors, elle est en série avec le reste aussi ?

[pephy]

vu qu'elle est est entre A et B je ne vois pas comment elle pourrait être en série...

[Samuel9-14]

Donc elle est en parallèle ? Si oui, avec R''' (R'''=association de R'' et R4).
En fait je ne vois pas trop ce que veut dire "elle est entre A et B", ou plutôt je ne vois pas ce que ça implique...

[pephy]

Deux dipoles en série sont traversés par le même courant.
Deux dipoles en parallèle sont soumis à la même ddp: il me semble que c'est assez évident pour R5 et R''' ?

[Samuel9-14]

Bah... Moi je trouve pas ça particulièrement évident ^^


Ah quoi que si en fait, ils sont soumis à la même ddp, donc ils sont en parallèles. Donc maintenant je connais toutes les associations permettant de faire les calculs.
Je récapitule pour être sûr :
R2 et R3 sont en série (Donc R'=R2+R3)
R' et R1 sont en parallèles (R''=1/((1/R')+(1/R1)))
R'' et R4 en série (donc R'''=R''+R4)
Et enfin R''' et R5 en parallèle donc (r=1/((1/R''')+(1/R5)).
Est-ce bien ça ?

(Je crains le pire pour les deux prochaines questions ^^)

[pephy]

çà serait bien que vous avanciez seul maintenant; je n'ai pas l'intention de vous consacrer plusieurs heures en vérifiant chaque ligne.

[Samuel9-14]

Je comprends tout à fait, vous avez déjà passé beaucoup de temps à m'aider et je vous en remercie.
Même si, clairement, je suis incapable de faire les deux prochaines questions seul. Pourriez-vous juste me donner le principe de résolution ?
Il faut utiliser les diviseurs de courant et de tension mais je ne sais pas comment... Faut-il que je garde les même associations qu'au préalable ?

[pephy]

Sauf erreur (car les valeurs numériques de l'énoncé sont particulièrement mal choisies)

1)vous devriez avoir trouvé la résistance équivalente de 6,66 ohm

2)avec la source de courant éteinte: on remarque que la tension aux bornes de R2 est constante;
refaites un dessin en plaçant toutes les résistances à droite du générateur;cela rend les diviseurs de tension plus visibles.
vous devez obtenir u0=0,234V

3)avec la source de tension éteinte: le courant se répartit dans (R2+R3) et R4 (puisque R5 est court-circuitée)
on doit obtenir un courant i0=0,148A

La suite de l'énoncé me laisse perplexe. A priori il faudrait superposer 2 régimes permanents si on veut "déduire" le résultat à partir des 1ères questions;
auquel cas il va falloir jongler avec les modèles Norton et Thévenin. Il y a peut-être une astuce ? Mais j'avoue ne pas avoir envie de passer le réveillon à la chercher!

[pephy]

Oops!

Désolé mais le calcul que je vous ait suggéré au 1° est faux:
si on éteint la source de courant la résistance R1 n'intervient plus puisqu'on ouvre la branche! et R2 non plus puisqu'on remplace E par un court-circuit!
Dès lors le calcul est beaucoup plus simple on doit trouver r= 9,17 ohm

[Samuel9-14]

Merci !
Pour la suite, il e smeble bien que c'est ce que vous proposez, le prof nous avait fait un exemple au tableau en jonglant entre les deux modèles.

Mais je ne vois pas pourquoi la source de courant et la source de tension sont éteintes... Dans le a) on ne nous dit rien de tel ! (Et pourtant ça doit être le cas étant donné que 9.2 est la valeur proposée par le mutlimètre dans la suite...)
On a du coup R4 et R' en parallèle et je retrouve bien 9.17 !


Pour 2) je vais regarder ça,
Pour 3) je ne vois pas où est passée R1, et je ne vois pas pourquoi R5 est court-circuitée...

Je suis vraiment désolé de vous faire passer du temps pour toutes ces questions, mais je suis complètement perdu, même avec le cours sous les yeux pour lire vos réponses...

PS : u0 et i0 que vous avez trouvé correspondent au b) et c), n'est-ce pas ? Et non pas à la question 1.2 ?

[pephy]

Il y a des incohérences dans cet énoncé.
->On ne peut pas mesurer la résistance d'un réseau actif avec un ohmmètre.
->Demander de calculer la résistance interne sous-entend que l'on utilise le théorème de Thévenin (donc en éteignant les sources!).
->Mais alors pourquoi faire déterminer tension à vide et courant de court-circuit avec une seule source à la fois? si on utilise le théorème de Thévenin on laisse toutes les sources actives ;idem avec le théorème de Norton.

NB: les valeurs numériques que je vous ai donné pour 1 b) et 1c) ne sont pas correctes non plus

[Samuel9-14]

Ps : après reflexion, je suis d'accord pour R1. J'imagine que R5 est court-circuitée car E est éteinte, mais je ne vois pas pourquoi le fait que E soit éteinte implique R5 court-circuitée. Même si intuitivement ça parait cohérent.

[Samuel9-14]

D'accord, en totu cas merci pour toutes vos réponses !
Je crois que je vais laisser tomber, même pour calculer r j'ai retrouvé 9.17 par hasard (d'ailleurs je ne vois toujours pas pourquoi R1 n'intervient pas, puisque I devient un fil, le circuit n'est donc pas ouvert...)
Enfin bref, merci pour le temps que vous avez passé à m'aider.

[pephy]

Au lieu de sources parfaites, imaginez des sources presque parfaites:
source de tension: résistance très faible en série.
source de courant: résistance très grande en parallèle.

[Samuel9-14]

D'accord, du coup R1 qui est en série avec I n'intervient plus, mais je ne vois pas pourquoi R2 partirait.
Ce n'est pas R5 qui serait court-circuitée ?

[Samuel9-14]

Bonjour à tous !
Je suis désolé mais je n'ai toujours pas avancer, est-ce que quelqu'un pourrait m'expliquer ?
Que ce soit pour calculer la résistance interne ou quelqu'autre paramètre, je n'ai aucune idée de comment procéder...