problème circuit électrique

[invite8290547b]

Bonjour, des difficultés sur cet exercice.

Un générateur électrique fournit, au départ de la ligne le reliant aux appareils d'utilisation, une puissance électrique Pel =12kW, la tension continue à ses bornes P et N étant Upn =125 V et sa résistance interne r= 0.1 ohm.
La perte en ligne par effet Joule représente 4% de la puissance électrique transférée au départ.En bout de ligne , entre les points A et B, le système d'utilisation comprend, branchés en parallèle, deux moteurs identiques et un ensemble N de lampes électriques identiques de puissance 60 W chacune.
Chaque moteur délivre une puissance utile de 2200 W avec un rendement de 80%.

1 . déterminer I0 du courant electrique circulant dans la ligne.

2 en déduire la f.e.m du générateur et la resistance équivalente Req de la ligne d'alimentation.
3 . calculer la tension U AB en bout de ligne.
4 .faire un bilan de puissance de chaque moteur.
5 .en déduire les valeurs de leur f.c.e.m et de leur résistance interne.
6. déterminer le nombre N d'ampoules branchées en parallèle dans ce circuit.


d'après m0i...

1)I = U/R = 125/0.1 =1250 A

2)U = E-rI d'ou E =250 V
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[invite786a6ab6]

d'après m0i...
1)I = U/R = 125/0.1 =1250 A

Faut pas dire n'importe quoi ! Quelle est l'expression de la puissance fournie en fonction de la tension et de l'intensité ?

[invite8290547b]

1. Pe = U*I d'où I = Pe / U = 12 000/125=96 A

2) E= 115.4 V

[invite786a6ab6]

Good job !

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite8290547b]

U AB = U - rI = 115.4-9.6 =105,8 v ?

[invite786a6ab6]

Non !As tu fait un schéma du circuit ? En quoi la résistance interne du générateur pourrait-elle définir la chute de tension dans la ligne ?

[invite8290547b]

3)On nous dit que la perte par effet joule représente 4 % de la Pel tansférée au départ.

d'ou Pel entre les points U AB= 11.52 kW

Pel = U AB *I d'ou U AB =Pel /I = 11520/96= 120 V ?

[invite786a6ab6]

Pourquoi ne le dis-tu pas du premier coup ?

[invite8290547b]

4) Pe = U AB *I
je ne comprends pas il faut faire le bilan de puissance de chaque moteur...mais on dit qu'ils sont identiques donc la valeur sera la meme...

[invite786a6ab6]

4) Pe = U AB *I
je ne comprends pas il faut faire le bilan de puissance de chaque moteur...mais on dit qu'ils sont identiques donc la valeur sera la meme...

Oui, c'est un cas particulier où ils sont identiques donc ça simplifie le travail. Il ne faut pas se laisser troubler par une interprétation trop pointilleuse de l'énoncé. Le français est difficile... même pour les profs de physique !

[invite8290547b]

4) Ok
d'ou Pe=120*96= 11520 W

[invite786a6ab6]

4) Ok
d'ou Pe=120*96= 11520 W

Heu ! tu tournes rond là. Tu l'avais déjà cette valeur. Il est demandé la puissance électrique absorbée par chaque moteur.

[invite8290547b]

n = Pu /P

P= 2200/0.8 = 2750 w ??

[invite786a6ab6]

Oui!
La prochaine fois, tu donnes direct la bonne réponse.
Alors pour la question suivante, on suppose que les pertes du moteur sont uniquement dues aux pertes joule. A toi de jouer...

[invite8290547b]

4) suite bilan de puissance

puissance dissipée par effet Joule = rI²=921.6 W
puissance mécanique utile = Pe-Pj =2750 -921.6=1828.4 W

[invite8290547b]

5) n = Pu/ Pe = E'/ U AB d'où E'= 0.8*120=96 V

U AB= E'+ r'I d'ou r' =(120-96)/96=0.25 A ??

6) pas trop d'idée...

[invite8290547b]

et pour la question 2) ce serait pas plutot E=134.6V
et il faut calculer la résistance equivalente de la ligne d'alimentation.

[invite786a6ab6]

et pour la question 2) ce serait pas plutot E=134.6V
et il faut calculer la résistance equivalente de la ligne d'alimentation.

Absolument, la fem est 134,6V ; dans le troisième message je n'avais vu que le 96A, pas le E=115,4 Qui est bien sûr faux ; le fem est toujours supérieure à la tension délivrée en charge.
Par contre pour le bilan des puissances moteur, il y a un hic dans ta réponse.

[invite786a6ab6]

4) suite bilan de puissance

puissance dissipée par effet Joule = rI²=921.6 W
puissance mécanique utile = Pe-Pj =2750 -921.6=1828.4 W

D'où sort ce I ?
Le moteur à une puissance électrique de 2750W sous 120V, on en déduit le courant qui le traverse : 2750/120=22,9A
La puissance dissipée par effet joule dans le moteur est égale à la différence entre la puissance électrique absorbée et la puissance mécanique (utile) fournie soit 2750-2200 = 550W.
Ces 550W sont discipés dand la résistance interne du moteur,
- quelle est la valeur de cette résistance ? (P=rI²)
- Quelle tension aux bornes de cette résistance interne ?
- Peut-on en déduire la valeur de la fcem du moteur ? (oui !)

[invite8290547b]

4)1828.4 W =puissance mécanique utile +puissance perdue autrement que par effet Joule ?

[invite786a6ab6]

4)1828.4 W =puissance mécanique utile +puissance perdue autrement que par effet Joule ?

Pas facile de faire un problème par petits bouts ! Mais je ne vois pas ce que sont ces 1828,4W. Pour moi, il n'y a que la puissance mécanique utile, donnée dans l'énoncé (2200W), et le rendement 80% (qui n'est pas 100% uniquement à cause des pertes par effet joule dans les enroulements du moteur). Ce qui nous donne 2750W électrique (comme tu l'as bien calculé), pour fournir 2200W mécanique.
Es-tu d'accord avec cela ?

[invite8290547b]

4)
P=RI² d'ou r=10.5 ohms

U=RI =10.5*22.9=469.4 V

U= E'+rI avec U=120 v ?

[invite786a6ab6]

4)
P=RI² d'ou r=10.5 ohms
U=RI =10.5*22.9=469.4 V
U= E'+rI avec U=120 v ?

Je ne vois pas du tout ce que tu fais ! Ca serait bien que tu écrives quelques mots entre les chiffres surtout quand ceux-ci sont étranges. Tu n'es pas étonné d'avoir une fcem de 469V sur un moteur alimenté en 120V ?
- Quel est le courant qui traverse le moteur ?
- Quelle valeur à la résistance qui traversée par ce courant donne une puissance de 550W (les pertes par effet joule) ?

[invite8290547b]

ah oui je me suis trompée...

550=r *22.9² d'où r=1 ohm ?
parcontre pour le courant qui traverse le moteur je suis un peu perdue...

[invite786a6ab6]

oui,c'est cela, en fait 1,04 ohm (en électricité on prend généralement deux chiffres après le virgule.
Pour le courant à travers le moteur, tu es perdue ! ? Tu viens de faire un calcul avec. As tu bien en tête le schéma équivalent du moteur ? c'est comme un générateur : une fcem avec une résistance interne en série.
Donc tu as le courant dans ce moteur (22,91 A), tu as la résistance interne donc tu peux calculer la tension aux bornes (inaccessibles) de cette résistance interne. Ayant 120V aux bornes du moteur on en déduit que la fcem est de...
et le problème sera presque fini.
Pour le nombre de lampes, calcule à partir des puissances.

[invite8290547b]

ok alors

UAB = E'+rI d'ou E'=96,2 V

6) je suppose qu'il faut qu'on se serve du 60 W...

[invite786a6ab6]

ok alors

UAB = E'+rI d'ou E'=96,2 V

6) je suppose qu'il faut qu'on se serve du 60 W...

Oui, pour la fcem.
Tu supposes bien pour les 60W. Fais le bilan des puissances et vois ce qui reste pour les lampes. On pourrait aussi travailler sur les courants, mais ça revient au même.

[invite8290547b]

je vois vraiment pas trop quoi faire...

[invite786a6ab6]

je vois vraiment pas trop quoi faire...

Tu as calculé précédemment qu'en AB la puissance utilisée était de 11520 W, tu as deux moteurs qui chacun utilisent 2750 W, qu reste-il pour les lampes ?
Autre façon de faire : en AB il y a un courant de 96A, chaque moteur en utilise 22,92. Que reste il pour les lampes ?
Pour le nombre de lampes, on n'est pas obligé de mettre des chiffres après la virgule

[invite8290547b]

je trouve 100 lampes .
en tout cas merci beaucoup de l'aide !