[Exercice] Puissance générée dans un circuit électrique

[Aesclapia]

Bonjour,

J'aurais besoin d'un petit coup de main dans la résolution d'un exercice ; en fait le problème est surtout que ça me paraît trop simple pour être vrai, je me dis que je dois rater quelque chose, surtout considérant que mes derniers cours d'électricité remontent à loin !

Voici l'énoncé : "Le circuit ci-contre contient 3 ampoules identiques prévues pour fonctionner normalement sous la tension U0, et dont la résistance vaut R. Exprimer algébriquement la puissance fournie par le générateur dans le cas où l'interrupteur est ouvert, puis fermé".


Il faut simplement prendre en compte la résistance de l'interrupteur lorsque le circuit est fermé non ? De plus pour le cas où il est ouvert, L1 et L2 sont en dérivation l'une par rapport à l'autre et en série avec L3, tandis que quand il est fermé l'interrupteur et L3 sont en dérivation, L1 et L2 aussi, mais ils sont en série de gauche à droite ?

J'espère être claire.

Merci d'avance et excellent week-end,

Aesclapia
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[harmoniciste]

Bonjour

Nous ne résoudrons pas cet exercice à votre place. Expliquez votre démarche et votre résultat et nous vous montrerons vos erreurs.
1) Quand l'interrupteur est fermé, quelle est la puissance fournie par la générateur, et pourquoi
2) Quand l'interrupteur est ouvert, quelle est la puissance fournie par la générateur, et pourquoi

[f6bes]

Bjr à toi,
Que se passe t il au point de vue L3 si l'interrupteur est sur 2 !
Ouvert ou fermé (l'interrupteur) cela change t il qq chose sur la configuration de L1 et L2 !
Si l'interrupteur est sur 1, quel est le cheminement du courant?

Bon WE

[Aesclapia]

Bonjour, merci à vous pour les réponses.

@harmoniciste : en effet, vous ne résoudrez pas cet exercice à ma place. Mais je suis curieuse de savoir comment vous avez tiré cette conclusion de mon post ; après l'avoir lu et relu, je reste persuadée avoir expliqué mon cheminement de pensée et posé une question sur sa justesse.

@f6bes :
- Pour ta première question, je ne suis pas sûre, je n'ai jamais croisé ce genre de circuit dans ma vie... est-il possible que le courant ne passe pas par L3 quand l'interrupteur est fermé ?
- L1 et L2 sont en dérivation, cela ne change pas ; mais est-ce que ces deux ampoules sont considérées en dérivation par rapport à L3 et l'interrupteur fermé, ou peut-être en série par rapport à ce deuxième groupe ? Je pars ici du principe que le courant passe par l'interrupteur et L3, ce dont je ne suis toujours pas sûre. Après tout à partir du moment où il existe une différence de potentiel non nulle aux bornes d'un élément, cela induit u courant électrique non ?
- Si l'interrupteur est sur 1, le courant passe forcément par L3, dans ce cas L3 est considérée comme étant en série avec le générateur, et L1 et L2 sont en dérivation l'une par rapport à l'autre et la résistance totale qui peut être calculé (ce serait Rtot = 2R) est considérée comme en série avec le reste du circuit.
Suis-je sur la bonne route ?

N.B : je ne l'ai pas vraiment précisé mais pour le calcul de puissance au final je compte utiliser P = U²/R. R étant la résistance totale (ce qui me pose problème) et U étant U0, donc la tension aux bornes du générateur

Merci d'avance !

[A voir en vidéo sur Futura]

[XK150]

Bonjour ,
Il peut être intéressant de redessiner le circuit sous forme filaire en partant de la gauche vers la droite ( en tout cas , je le fais ...) .
Oui , il faut calculer R équivalent dans les 2 cas , il n'y a aucune difficulté particulière , alors allez -y .

[phys4]

- Pour ta première question, je ne suis pas sûre, je n'ai jamais croisé ce genre de circuit dans ma vie... est-il possible que le courant ne passe pas par L3 quand l'interrupteur est fermé ?

Cela parait la bonne conclusion !

- Si l'interrupteur est sur 1, le courant passe forcément par L3, dans ce cas L3 est considérée comme étant en série avec le générateur, et L1 et L2 sont en dérivation l'une par rapport à l'autre et la résistance totale qui peut être calculé (ce serait Rtot = 2R) est considérée comme en série avec le reste du circuit.
Suis-je sur la bonne route ?

Le début de la route est correct, le résultat n'est pas 2R, car L1 et L2 en parallèle n'ont pas une résistance R.

[Aesclapia]

Cela parait la bonne conclusion !

Donc le courant ne passe pas par L3 si l'interrupteur est fermé ? Pourquoi cela ? Oo C'est parce qu'il existe un chemin plus... avantageux ? Dans le sens qui offrirait une résistance moindre ?

Le début de la route est correct, le résultat n'est pas 2R, car L1 et L2 en parallèle n'ont pas une résistance R.

Oui pardon, je voulais dire 2R pour la résistance équivalente pour L1 et L2 !

Donc in fine :
- si l'interrupteur est fermé, L3 ne s'allume pas, on prend en compte la résistance équivalente de L1 et L2 (2R) et éventuellement celle de l'interrupteur (est-ce qu'un interrupteur a une résistance ??)
- si l'interrupteur est ouvert, toutes les ampoules fonctionnent, et on arrive avec une résistance équivalente de 3R.

C'est exact ?

[Patrick_91]

Bonsoir,
Non trois ou quatre fois non ...
1/ Quelle est la résistance d'un contact d'interrupteur idéal ?
2/révisez le plus vite possible , les calculs de résistances en série et en parallèle
3Apprenez a détecter le type de montage (série ou parallèle) pour faire les bons calculs ..

A plus

[XK150]

Re,
Non .
- 1 er cas : l'inter est ouvert , le circuit se compose de 2 résistances en parallèle , ce groupement étant en série avec une troisième résistance R .
Pour commencer , quel est l'équivalent des 2 résistances en parallèle ? Non , ce n'est pas 2R .

[Aesclapia]

@Patrick_91 :
Laissez-moi juste vous éclairer un peu mieux sur le contexte : j'aide quelqu'un qui est au niveau lycée pour la physique. Le problème, c'est que cet exercice vient d'une annale d'examen, et j'ai la sensation que chaque exercice susceptible d'être dans cet examen a été étudié en cours. Mais je n'ai pas suivi ces cours, le programme était totalement différent quand j'étais moi-même au collège (parce que c'est là la dernière fois que j'ai fait des circuits) et je n'ai absolument pas refait ce genre d'exercices depuis longtemps :X Je n'ai pas assez d'expérience pour comprendre d'instinct comment résoudre ça, j'aurais besoin qu'on m'oriente dans mes réflexions

1) Je n'en ai aucune idée :X Je ne sais même pas si je peux me permettre de l'ignorer car le niveau exigé pour résoudre cet exercice est (à ma grande honte d'ailleurs) pas très élevé et je ne sais pas si cela a été étudié par les étudiants en cours.

2) Hahahahaha... c'est pas mes connaissances le souci, c'est mon cerveau apparemment, j'ai réussi à faire 1/R + 1/R = 1/2R... Longue journée :X
Donc Réq pour l'interrupteur fermé = R/2 et Réq pour l'interrupteur ouvert = 3R/2. On est bon ?

3) Justement je n'ai aucune idée de comment interpréter ce montage ! Mais au risque de devenir insistante, est-ce que le courant néglige L3 si l'interrupteur est fermé ?

Je commence à me sentir comme un enfant qui apprend à faire ses lacets ^^' Au secours x)

Merci beaucoup pour votre temps en tous cas

[Aesclapia]

@ XK150 : oui en effet c'est R/2, comme je disais je ne sais plus compter ^^'
En tous cas j'ai bien saisi pour l'interrupteur ouvert

[Patrick_91]

OK vu le contexte, pardon mais c’est juste pour que vous soyez efficace.
En effet pour la mise en parallele .. OK pour l'inter ouvert ;

pour l'interrupteur ouvert = 3R/2. On est bon ?

Non !!
Vous avec bon pour le groupement r1//r2
Le résultat est R/2 ok

refaites le schéma avec une résistance R' vallant R/2 , quand l'inter est ouvert elle se trouve en série avec quoi ?
Finissez le calcul ..

A plus

[Patrick_91]

3) Justement je n'ai aucune idée de comment interpréter ce montage ! Mais au risque de devenir insistante, est-ce que le courant néglige L3 si l'interrupteur est fermé ?

Oui un interrupteur fermé c'est 0 Ohms (un court circuit) donc le courant emprunte le chemin le plus cout, le CC ou 0 Ohms absorbe tout le courant)

A plus

[phys4]

2) Hahahahaha... c'est pas mes connaissances le souci, c'est mon cerveau apparemment, j'ai réussi à faire 1/R + 1/R = 1/2R... Longue journée :X
Donc Réq pour l'interrupteur fermé = R/2 et Réq pour l'interrupteur ouvert = 3R/2. On est bon ?

Tout cela c'est correct, ne tenez pas compte des personnes qui lisent trop vite.

[Patrick_91]

yep 3R/2 = 1,5 R en effet
dont acte
a +

[Aesclapia]

Ok, j'ai bien compris maintenant ! Merci mille fois à tout le monde.

Résultat final (je l'espère) :
Pour l'interrupteur ouvert, P = 2(U²)/3R (le ² ne compte que pour le U, pas le 2)
Pour l'interrupteur fermé, P = 2(U²)/R

[Patrick_91]

Hello,
Oui , tout bon !
a partir de la formule : P = U²/R , parfait .
A PLUS