physique 1ère S : caractéristique tension-intensité d'une cellule photovoltaïque

[invite4b247dec]

Bonjour à tous. J'ai un exercice de physique pour la rentrée, et je bute sur certaines questions. Je vous demande un peu d'aide afin de réussir à finir cet exo

Une cellule photovoltaïque est constituée d'éléments gravés sur une plaque en silicium. En éclairant la plaque, on obtient un générateur électrique dont la caractéristique tension-intensité dépend fortement du rayonnement reçu. Les couples de valeur (U;I) qui suivent ont été relevés à partir du montage ci-contre, l'éclairage étant constant. Les résultats obtenus sont consignés dans le tableau ci-dessous
I(mA) 0 15,0 25,4 42,7 67,0 82,1 111
U(mV) 518 512 508 500 491 480 468


1) La tension U est-elle définie en convention générateur ou récepteur pour la cellule photovoltaïque ? Pour la résistance variable ? Préciser les pôles "+" et "-" de la cellule
2) Tracer la caractéristique tension-intensité de la cellule
3) On modélise la variation de U en fonction de I par la relation U=E-rI. Déterminer les valeurs expérimentales de E et de r
4) Calculer la valeur de l'énergie reçue par le rayonnement et convertie en énergie électrique sur une durée de 10sec, pour I=100mA
5) Un générateur est constitué de 10 cellules photovoltaïque branchées en série et fonctionnant toutes en générateur. L'ensemble forme un dipôle PN auquel on branche une résistance
a) Faire le schéma du circuit. Flécher le sens du courant
b) Exprimer en fonction de I la tension U aux bornes du dipôle PN, avec la convention générateur. Montrer alors que l'ensemble est équivalent à un générateur de fem 10E et de résistance interne 10r
c) calculer la valeur de R pour que I=100mA. Calculer la puissance électrique Per reçue par la résistance
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mes réponses :
1) cellule photovoltaïque => convention générateur
résistance variable => convention récepteur
"+" en bas et "-" en haut sur le schéma du circuit
2) c'est un graphique, je pense l'avoir réussi
3) je trouve E=518mV et r=0,4 ohm
4) je trouve Wg= 0,478 J (cela me semble peu)
5) je n'ai pas du tout trouvé

Je vous suis reconnaissant d'avance de m'aider à finir cet exercice et de m'expliquer, merci à tous d'avance
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[Sox]

Salut Thomas

Pour la question 5, pour laquelle toute notre classe est bloquée je crois ... J'aurai proposé de dire pour la b) qu'il faut multiplier par 10 les valeurs de E et de r étant donné que celles ci sont des valeurs pour une cellule et qu'ici on en a 10 en revanche la c c'est le néant total ... Help

[arrial]

c) calculer la valeur de R pour que I=100mA. Calculer la puissance électrique Per reçue par la résistance.

Salut,



Pour 10 cellules en série, tu multiplies la tension par 10, le courant restant inchangé. Le générateur n'étant pas linéaire, l'idée "Thévenin n'est pas géniale : mieux vaut utiliser la courbe.
Pour un débit de 100 mA, cela te donne une tension délivrée de U = 4,73 V.

Cela te donne donc une puissance dissipée P = U.I = 0,473 W et une résistance de charge R = U/I = 47,3 Ω.
Mais la méthode de Thévenin devrait te donner quelquechose de voisin, car la réponse reste assez proche d'une droite …




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