Electricité: tension, courant..

[Isis-mirka]

Bonsoir à tous,
je suis en train de faire un exo électricité et je bloque dessus.
Voici l'énoncé:
un générateur fournit une tension à vide de 24V et un courant de court circuit de 240 mA. On relie ce générateur à une lampe de résistance 100 ohms.

que valent la tension et la puissance délivrées à la charge ?
que deviennent la tension et puissance si 2 lampes sont connectées en parallèle (je ne sais psa si on me demande des calculs ou juste prédire l'évolution ?)
et si ces 2 lampes étaient en série ?
quelle variante permet d'obtenir la plus grande puissance lumineuse ?
quelle est la puissance max que peut fournir ce générateur ? conclusion ?

Nous avons en cours juste fait un schéma, rien de plus. Sur ce schéma, nous trouvons le générateur de tension, une résistance interne en série, et la lampe en série (le tout fait une boucle).
Seulement, quand je calcle la tension aux bornes de la lampe, je trouve U=RI=0.24*100=24V , et donc, quand j'applique la loi des mailles, j'ai : U(géné)+U(resist interne) +U(resist 100ohm)=0, et donc comme U(géné)=24V, on aurait U(resist interne) =0 ? absurde , non ?


merci de votre aide
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[invite07941352]

Bonjour,
Vous parlez de résistance interne ... Et vous n'utilisez pas une donnée du problème , une donnée du générateur .

[Isis-mirka]

ma source de tension étant réelle (non parfaite) , j'ai une résistance interne après la source de tension (d'apres mon prof).
quant aux données du probleme: je connais le courant de court circuit, la tension à vide et la resistance de la lampe, rien de plus.
je ne connais pas la valeur de cette resistance interne.

Que me conseilleriez vous ?

[stefjm]

La valeur de la tension à vide et du courant de court-circuit permettent de calculer la résistance interne.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Isis-mirka]

après quelques recherches, j'aurais une idée:
résistance interne= tension à vide/courant de court circuit = 24/0.24=100 ohm ?
si oui, la tension aux bornes de la resistance interne serait U(resist interne)=RI=0.24*100=24V .

la tension aux bornes de la lampe serait: quand j'applique la loi des mailles : -U(géné)+U(resist interne) +U(lampe)=0 et donc, U(lampe)=U(géné)-U(resist interne) =24-24=0 ? j'ai encore du me tromper....

[LPFR]

Bonjour.
Oui, je vous confirme que vous vous êtes bien trompée.
Dessinez le montage avant chaque calcul.
Vous faites deux calculs chacun avec une seule résistance.
Pour calculer la résistance interne c’est bon. Mais pour calculer avec la lampe il faut les deux résistances.
Au revoir.

[Isis-mirka]

donc la résistance interne est bien de 100 ohms ? cette partie de mon raisonnement est correcte ?
Le souci, c'est que dans la deuxieme partie de ma démarche , il me semble bien avoir pris les 2 resistances car j'ai un U(lampe=resistance de 100ohm) et un U(resist interne=100 ohms)

je sais qu'il y a une erreur dans cette démarche mais je n'arrive pas à la voir, car j'avais bien fais le schéma avant le calcul...

pourriez-vous me précisez mon erreur pour que j'arrive a la corriger ?

merci d'avance

[invite07941352]

Re,,
La seule solution, mettez votre schéma en pièce jointe - ou même les 3 schémas - et les raisonnements qui vont avec ...

[Isis-mirka]

Je vous envoie le schéma (et le raisonnement qui est faux).


Merci de votre aide

[LPFR]

Re.
Eh non ! Le courant de 0,24 A c’était avant, quand la source était en court circuit.
Avec les deux résistances en série, le courant sera différent.
A+

[Isis-mirka]

ah ok, je comprend mieux...
donc dans ma loi des mailles , j'isole le courant I nouveau (appelons le I1).
Je trouve donc I1=0.12A
donc U1=100*I1=12 V .
c'est donc bien la tension délivrée à la charge ?
pour la puissance, on fait P=U1*I=1.44 W.

pourriez-vous me confirmer cette premiere partie ?

[Isis-mirka]

Si l'on considère deux lampes en paralleles , ayant chacune une résistance de 100 ohm, alors on rajoute une boucle a mon schéma avec une resistance. Seulement, quand on applique la loi des mailles dans la maille des deux resistances, on trouve:
U1=U2, donc I'1*100=I'2*100 , donc, la courant se "partage" en deux parties égales dans les 2 branches.
cela simplifie un peu le probleme, mais je ne parvient pas à retrouver la tension delivrée à la charge (U1 ?).
auriez vous une piste ?

[LPFR]

Re.
Oui. C’est bon pour une seule lampe.
Pour les deux lampes en parallèle, vous pouvez remplacer les deux résistances de 100 Ω en parallèle par une seule résistance équivalente.
A+

[Isis-mirka]

ok comme ça je me retrouve avec le même schéma qu'avant, il n'y a que la valeur de la resistance qui a changé.
Ca devrait etre bon aussi pour 2 lampes en série.
J'ai encore une question: pour répondre à "quelle est la puissance max que peut fournir ce générateur ",
peut-on faire P=U*I avec U la tension à vide et I le courant de court circuit ?


merci d'avance

[curieuxdenature]

J'ai encore une question: pour répondre à "quelle est la puissance max que peut fournir ce générateur ",
peut-on faire P=U*I avec U la tension à vide et I le courant de court circuit ?

Bonjour

Dans ce cas la puissance utile est nulle puisque la charge utile est un court-circuit, donc là tu as un point de calcul.
Maintenant il faut en refaire toute une série (c'est fastidieux mais tu seras convaincu que c'est la meilleure façon de retenir la formule finale)
avec des valeurs de Rutile qui vont s'échelonner entre 0 et 200 ohms par exemple, par pas de 10 ohms.
Tu vas ainsi porter plusieurs points sur un graphique qui va te renseigner sur la Rutile qui donne le meilleur rendement.

Je pourrais te donner directement la solution, mais ce ne serait pas marrant.

[LPFR]

...
Je pourrais te donner directement la solution, mais ce ne serait pas marrant.

Re.
Et surtout d'aucune utilité pour Isis-mirka.
A+

[curieuxdenature]

c'est clair, et quand il aura tout calculé il saura pourquoi on n'a même pas besoin de calculer pour avoir la réponse.

[stefjm]

Je pourrais te donner directement la solution, mais ce ne serait pas marrant.

Dans ce cas, je la lui donne.
Il suffit d'écrire la puissance en fonction de la résistance de charge et de dériver par rapport à cette résistance de charge.
Le R qui annule la dérivée est celui qui donne Pmax.

[Isis-mirka]

Ok merci pour cette méthode, je vais essayer ainsi.
A tout hasard, n'y aurait-il pas une autre façon d'obtenir le résultat car je ne connais pas cette technique et il n'y a rien dans mon cours qui en parle. je ne suis donc pas censé la connaitre ....

Merci pour vos conseils et pour votre aide

[stefjm]

Quand on cherche un extrémum en math, on dérive par rapport à la variable qui nous intéresse.
Ça marche aussi pour des grandeurs physiques...

[Isis-mirka]

oui c'est vrai.
je ne pense pas toujours à utiliser les math dans ce genre d'exo...

Merci pour votre aide à tous !

Bonne soirée