Pour aller plus loin

Un potentiomètre se comporte comme une résistance variable à trois bornes. La borne $\text{C}$ est reliée à un curseur qui est mobile sur une plaque de résistance $R$ et les deux autres bornes $\text{A}$ et $\text{B}$ sont reliées aux extrémités de cette plaque. Entre $\text{A}$ et $\text{C}$, la résistance varie donc selon la position du curseur. Un schéma équivalent permet de modéliser la situation :

On supposera que le courant passant par C est nul.

1. Exprimer la tension $U_{\text{CA}}$ en fonction de $I$ et $R_1$ en précisant la relation utilisée.

Insérer une formule mathématique

2. Exprimer la tension $U_{\text{BA}}$ en fonction de $I$ et $R$ en précisant la loi utilisée.

Insérer une formule mathématique

3. En déduire la tension $U_{\text{CA}}$ en fonction de $U_{\text{BA}}$, $R$ et $R_1.$

Insérer une formule mathématique

4. Lorsqu'on tourne le bouton vers la droite, le curseur $\text{C}$ se déplace vers le point $\text{B}.$ En déduire si la tension $U_{\text{CA}}$ augmente ou diminue.

Insérer une formule mathématique

✔ VAL : Appliquer une relation entre grandeurs physiques
✔ ANA : Justifier un protocole

Afin de mesurer une température, on utilise un dipôle appelé thermistance dont la résistance dépend de la température. La thermistance est insérée dans un montage appelé « pont diviseur de tension ». L'objectif de cet exercice est d'établir la relation littérale liant la résistance $R_1$ de la thermistance et la tension à ses bornes.


Le schéma électrique du montage ci-dessus est le suivant :

1. Reproduire le schéma et flécher les tensions $U_{\text{SM}}$, $U_{\text{PS}}$ et $U_{\text{PM}}.$


2. À l'aide de la loi d'Ohm, exprimer les tensions $U_{\text{SM}}$ et $U_{\text{PS}}$ en fonction de $I$.

3. En appliquant la loi des mailles, établir une relation entre les tensions $U_{\text{SM}}$, $U_{\text{PS}}$ et $U_{\text{PM}}.$

Une photodiode est un dipôle non linéaire dont la caractéristique courant-tension change avec la quantité de lumière qu'il reçoit. Cette caractéristique est montrée sur la figure ci-dessous pour différents éclairements. La photodiode peut être utilisée soit comme capteur de l'intensité lumineuse, soit comme source d'électricité (cellule photovoltaïque).

1. Expliquer pourquoi le comportement de la photodiode lorsque l'éclairement est nul est celui d'une diode, c'est-à-dire qu'elle ne laisse passer le courant que dans un sens.

2. Expliquer pourquoi la zone C est appelée zone « sans intérêt ».

3. Expliquer pourquoi, en la faisant fonctionner dans la zone A, la photodiode peut être utilisée comme capteur de l'intensité lumineuse.

4. Expliquer pourquoi, dans la zone B, la photodiode fonctionne comme un générateur d'énergie électrique (cellule photovoltaïque).