Pourquoi doit-on associé une résistance avec un rhéostat ?

[invite033bc09f]

Bonjour je suis en première, jeudi nous avons fait un TP, c'était sur les dipôle actif. L'objectif du TP c'était de tracer la caractéristque d'une pile 4,5V. Dans ce Tp il y'avait une questions "Quelle est le rôle du résistor R (question c)" Je pensais que c'était pour limiter le courant qui traversais le rhéostat, mais j'ai lu sur le Rhéostat Imax=2,5A/15min"

Alors c'est pour ceci que je pose cette question : A quoi serre le résistor R=27ohm ?

Voici le Tp :

Lien vers 081107045323929238.jpg supprimé

Bonsoir Adrien>> et tout le groupe

Conformément à l'épinglé

http://forums.futura-sciences.com/thread163927.html

les images hébergées sur des serveurs tiers sont supprimées.

Merci de les replacer, dans une nouvelle réponse, sur le serveur.


Merci
-----

[f6bes]

Bjr à toi,
D'aprés toi que se passe t il si ton rhéostat prend une valeur "zéro" en terme de résistance , vis à vis de ta source ?
Moi j'appele cela un ............ !
A+

[PA5CAL]

Bonjour

Je pensais que c'était pour limiter le courant qui traversais le rhéostat, mais j'ai lu sur le Rhéostat Imax=2,5A/15min

Eh bien justement, sans parler de ce qui pourrait se passer par ailleurs du côté de la source de tension (la pile), tu tenais déjà une partie de la réponse. Mais il aurait fallu pousser un peu plus loin le raisonnement

En l'absence de la résistance de 27Ω, et avec une source de tension de 4,5V parfaite, quel serait le courant dans le rhéostat si ce dernier était réglé à 1Ω ? Et à 0,1Ω ? Que dire de ces valeurs comparées à Imax ?

Et puis du côté de la pile, f6bes a évoqué ce qui pourrait se passer.


.

[invite033bc09f]

D'aprés toi que se passe t il si ton rhéostat prend une valeur "zéro" en terme de résistance , vis à vis de ta source ?
Moi j'appele cela un ............ !

Un court circuit. Mais mon prof m'a dit que c'était pour le rhéostat la charge.


En l'absence de la résistance de 27Ω, et avec une source de tension de 4,5V parfaite, quel serait le courant dans le rhéostat si ce dernier était réglé à 1Ω ? Et à 0,1Ω ?

I=U/r=4,5/1=4,5A
I=4,5/0,1=45A

Mais une pile peut pas débiter 45A, si ?

Que dire de ces valeurs comparées à Imax ?

Elles sont supérieur a Imax.

Mais, ce montage résistance + rhéostat me rappele le montage rhéostatique, la résistance n'est-elle pas la la pour éviter de cour-circuiter la charge (rhéostat)--> (J'ai dit ça à mon prof, il m'a dit que c'était faux)

[A voir en vidéo sur Futura]

[PA5CAL]

Mais une pile peut pas débiter 45A, si ?

Ça dépend de la taille et de l'état d'usure de la pile. En pratique, on n'y arrive que sur des piles de plusieurs kg.

En tout cas, ce qu'il faut retenir c'est qu'on dépasse les limites de fonctionnement, et qu'on risque d'endommager le matériel.

la résistance n'est-elle pas la la pour éviter de cour-circuiter la charge (rhéostat)--> (J'ai dit ça à mon prof, il m'a dit que c'était faux)

La résistance talon évite surtout de court-circuiter la pile afin de ne pas la détériorer.

En l'absence de résistance talon, si la pile est très puissante, le courant peut devenir suffisamment élevé pour:
- brûler le bout de la piste du rhéostat,
- chauffer les fils jusqu'à faire fondre leur gaine isolante, voire provoquer un incendie,
- chauffer la pile jusqu'à l'abîmer, voire provoquer son dégazage ou une explosion.


.

[invite033bc09f]

Ok. J'ai compris, merci pour ta réponse.
Il me reste quelques question

A la question 5 j'ai calculer la pente est j'ai trouver un turc qui me semble bizarre :

(J'ai choisit 2 points A et B éloigné)

a=l(yb-ya)/(xb-xa)l=l(Ub-Ua)/(Ib-Ia)l=l(4,428-4,523)/(154,60-34,49)l =7,9*10-4

Est-ce normale ??

Pour la question 6 :

U0=E0=4,55V

A la question 7 : "Conclure"

Je ne vois pas ce qu'il attende. J'ai déjà conclu a la fin de la 6.

A la question 8 "On verra en cours que la pente correspond à la résistance interne de la pile noté R0. Que pensez-vous de cette valeur ?"

Je ne sais pas trop quoi répondre, j'ai juste mis qu'elle était très petite.

A la question 9 : " La pile est-elle un dipôle actif parfait? Pourquoi ?"

J'ai répondu non car la caractéristique est décroissante.


Je comptais mettre une petite phrase de conclusion sur ce dipôle actif, la voici : "Par le tableau de mesure nous pouvons remarquer que plus la tension diminu, plus l'intensité augmente."

Je vous ai joins la 2e partis du TP

Ici c'est pareil, à la question 4 : "Déterminer l'équation de cette caractéristique"

Je trouve un coefficient directeur bizarre.

a=l(yb-ya)/(xb-xa)l=l(0-0,304)/(0,9895-0,9197)l=40,37

Donc l'équation de la droite est y=40,37x+Uo

40,37 correspond a la résistance interne de quoi ?

Comme petite conclusion sur ce dipôle actif je comptais mettre : "Par le tableau de mesure nous pouvons remarquer que plus la tension augmente, plus l'intensité diminue.

Le pont diviseur de tension n'est pas une dipôle actif parfait car sa caractéristique est décroissante.

Qu'en pensez-vous ?

**************

[PA5CAL]

A la question 5 j'ai calculer la pente est j'ai trouver un turc qui me semble bizarre :

(J'ai choisit 2 points A et B éloigné)

a=l(yb-ya)/(xb-xa)l=l(Ub-Ua)/(Ib-Ia)l=l(4,428-4,523)/(154,60-34,49)l =7,9*10-4

Est-ce normale ??

C'est effectivement une valeur très faible. Alors soit il s'agit d'une batterie ou d'une grosse pile neuve, soit le relevé de la tension est légèrement erroné ou trop imprécis.

Mais il faut savoir que l'ordre de grandeur attendu est tout de même bien celui-là.

A la question 7 : "Conclure"

Je ne vois pas ce qu'il attende. J'ai déjà conclu a la fin de la 6.

Je ne me rappelle pas très bien l'énoncé, qui a été effacé du fil.

J'aurais conclu que la caractéristique de la pile est quasiment linéaire, et que sa tension varie très peu avec le courant.

A la question 8 "On verra en cours que la pente correspond à la résistance interne de la pile noté R0. Que pensez-vous de cette valeur ?"

Je ne sais pas trop quoi répondre, j'ai juste mis qu'elle était très petite.

C'est une bonne réponse.

A la question 9 : " La pile est-elle un dipôle actif parfait? Pourquoi ?"

J'ai répondu non car la caractéristique est décroissante.

Je n'ai jamais entendu parler de « dipôle actif parfait ». Si la question posée fait allusion à un générateur de tension parfait, la réponse est effectivement négative, pour la raison que tu indiques. Mais si elle fait allusion à un générateur de Thévenin parfait, on peut considérer que la réponse est positive à condition que la courbe caractéristique soit assez linéaire.

[invite033bc09f]

C'est effectivement une valeur très faible. Alors soit il s'agit d'une batterie ou d'une grosse pile neuve, soit le relevé de la tension est légèrement erroné ou trop imprécis.

La pile était une petite pile neuve 4,5V standard.

Je ne me rappelle pas très bien l'énoncé, qui a été effacé du fil.

***************

J'aurais conclu que la caractéristique de la pile est quasiment linéaire, et que sa tension varie très peu avec le courant.

Ok mais le conclure (7) se situe juste après la question comparer E0 et Uo, Il ne faut pas conlure sur ça ?

Citation:
Envoyé par Adrien>> Voir le message
A la question 8 "On verra en cours que la pente correspond à la résistance interne de la pile noté R0. Que pensez-vous de cette valeur ?"

Je ne sais pas trop quoi répondre, j'ai juste mis qu'elle était très petite.

C'est une bonne réponse.

Y'a pas besoin que je developpe plus ?

Je n'ai jamais entendu parler de « dipôle actif parfait ». Si la question posée fait allusion à un générateur de tension parfait, la réponse est effectivement négative, pour la raison que tu indiques. Mais si elle fait allusion à un générateur de Thévenin parfait, on peut considérer que la réponse est positive à condition que la courbe caractéristique soit assez linéaire.

Ici il parle de générateur de tension parfait.

Je vous ai joins la 2e partis du TP

Ici c'est pareil, à la question 4 : "Déterminer l'équation de cette caractéristique"

Je trouve un coefficient directeur bizarre.

a=l(yb-ya)/(xb-xa)l=l(0-0,304)/(0,9895-0,9197)l=40,37

Donc l'équation de la droite est y=40,37x+Uo

40,37 correspond a la résistance interne de quoi ?

Comme petite conclusion sur ce dipôle actif je comptais mettre : "Par le tableau de mesure nous pouvons remarquer que plus la tension augmente, plus l'intensité diminue.

Le pont diviseur de tension n'est pas une dipôle actif parfait car sa caractéristique est décroissante.

Qu'en pensez-vous ? Merci.

[PA5CAL]

La pile était une petite pile neuve 4,5V standard.

S'il s'agit d'une pile alcaline standard (type 3LR12), alors il doit y avoir une erreur non négligeable dans les mesures rapportées.

En effet, la résistance interne serait alors plutôt de l'ordre de 0,4Ω, et la tension à vide devrait être un peu plus élevée pour une pile toute neuve (proche des 4,7V).

Quelle était la précision de tes appareils de mesure ? As-tu tenu compte de leur résistance interne ?

[invite033bc09f]

Je crois que la pile était une duracelle.

Mes mesures était de l'ordre 4,xxx V pour la tension et 80,xx mA pour le courant. J'ai tracer le graphique à la main, l'échelle était de :

ordonnée => 1cm-> 0,5V
abscisse => 1cm-> 10mA

Arffffffffff

[invite033bc09f]

La pile était peut être pas neuve neuve.

Mais c'est grave de trouver une valeur de 7,9*10-4 = 0,00079

Je viens de trouver ces mesures sur internet :

"On fait débiter une pile 4.5 V du commerce dans un resistance variable. On mesure la tension U aux bornes de la pile et l'intensité I dans le circuit. Les résultats sont les suivants : (sous forme d'un tableau)
U(v) = I(mA)
4.48 = 41.4
4.47 = 44.6
4.47 = 50.6
4.46 = 56.2
4.45 = 61.3
4.42 = 76.7
4.40 = 91.7
4.35 = 116
4.28 = 155"

Je viens de calculer le coef directeur et il est environ égal à -1,76*10-3
C'est normale comme valeur ça ?

Et que penses-tu de la 2e partie ?

[invite033bc09f]

Oups j'ai fait une erreur dans la 2e partie :

Le coef directeur n'est pas égal a 40,37 mais 4,36.

Donc l'équation de la droite est y=4,36x+0,445

[invite033bc09f]

Bon j'ai laisser tomber le reste des questions je penses que c'est bon. Mais il me reste encors une seule questions. On m' a demander de tracer la caractéristique U=f(I) du pont diviseur de tension.

Je trouve comme équation
y=ax+b
= rx+Uo
= -4,36x+0,345

Ma question à quoi correspond x et a quoi correspond y ?

Merci.

[PA5CAL]

D'après l'expression, x représente le courant (I) et y représente la tension (U).

[invite033bc09f]

Ok . U représente Uab ?

[invite033bc09f]

Une résistance interne de 1,71ohm c'est possible pour une pile de 4,5V classique ?

[PA5CAL]

La caractéristique que tu as donnée au post #11 correspond effectivement à une résistance interne de la pile de 1,76Ω : il ne faut pas faire le calcul en mA, mais en A.

Pour la même raison, la valeur que tu trouves n'est pas 7,9.10^-4Ω, mais 0,79Ω.

C'est une valeur assez élevée pour une pile alcaline Duracell de type 3LR12 (pile plate 4,5V), mais qui paraît plus raisonnable si l'on considère que:
- tu ne mesures pas seulement la résistance interne de la pile, mais également la résistance des conducteurs et la résistance de contact des connexions,
- la pile s'est progressivement déchargée durant l'expérience.
La résistance interne réelle de la pile doit probablement ne représenter qu'environ la moitié de la valeur mesurée.

Compte tenu du caractère pédagogique du TP, la valeur exacte n'est pas importante. Seuls la valeur mesurée et les calculs pour l'obtenir comptent.

Il faut que tu retiennes la valeur de 0,79Ω.

[PA5CAL]

Bon j'ai laisser tomber le reste des questions je penses que c'est bon. Mais il me reste encors une seule questions. On m' a demander de tracer la caractéristique U=f(I) du pont diviseur de tension.

Je trouve comme équation
y=ax+b
= rx+Uo
= -4,36x+0,345

Ma question à quoi correspond x et a quoi correspond y ?

Merci.

Oups j'ai fait une erreur dans la 2e partie :

Le coef directeur n'est pas égal a 40,37 mais 4,36.

Donc l'équation de la droite est y=4,36x+0,445

D'après les valeurs indiquées, tu devrais théoriquement trouver une équation de l'ordre de:

U(I) = -4048 . I + 4,05 (unités SI)

La réponse serait donc plutôt:

y = -4,36 x + 0,445

où:

. y et 0,445 sont des tensions exprimées en dizaines de V
. x est un courant exprimé en dizaines de mA
. 4,36 représente une résistance exprimée en kΩ

En utilisant des unités SI, tu auras donc:

U(I) = 4360 I + 4,45

Ok . U représente Uab ?

U représente bien U_AB.

Une résistance interne de 1,71ohm c'est possible pour une pile de 4,5V classique ?

Ça fait quand même beaucoup -> voir mon précédent post.