ACTIVITÉ EXPÉRIMENTALE


2
Bilan de puissance dans un montage électrique




Synthèse de l'activité

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En utilisant les résultats des questions 4. et 6., indiquer comment évolue la puissance du générateur quand on augmente le nombre de dipôles dans le circuit.

Questions

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1. Doc. 1 À l’aide de la caractéristique de la diode, indiquer la tension aux bornes de la DEL lorsqu’elle est traversée par un courant maximal de 20 mA.


2. À l’aide de la loi des mailles et de la loi d’Ohm, calculer la valeur minimale de la résistance de protection à placer en série avec la DEL pour une tension d’alimentation de 5 V.


3. Câbler le montage avec une seule DEL et sa résistance de protection. Après vérification par le professeur, déterminer la puissance de chaque dipôle dans le circuit.


4. Trouver une relation entre ces puissances, appelée « bilan de puissance ».


5. Câbler le montage complet du doc. 2 et refaire les mesures de la question 3.


6. Trouver une relation mathématique entre ces différentes puissances. Conclure.

Doc. 3
La puissance de transfert électrique

C’est le produit de la tension UU en volt (V) aux bornes d’un dipôle par l’intensité électrique II en ampère (A) qui le traverse : P=UI P = U · I. La puissance PP s’exprime en watt (W).

Compétence

RAI/MOD : Utiliser avec rigueur le modèle de l’énergie


Le bilan de puissance d’une installation électrique permet d’identifier les appareils électriques les plus énergivores.

➜ Comment effectuer un bilan de puissance dans un circuit destiné à alimenter les phares à LED (DEL en français) d’une voiture ?


Doc. 1
Caractéristiques et protection d’une diode

La propriété essentielle d’une diode est de ne laisser passer le courant électrique que dans un seul sens (le sens passant). Lorsqu’elle émet un rayonnement dans le visible, on l’appelle diode électroluminescente ou DEL.

Sa caractéristique est tracée ci-dessous.

Caractéristiques et protection d’une diode

La diode est un dispositif fragile. L’intensité du courant qui la traverse ne doit pas dépasser 20 mA.

Pour cette raison, on ajoute un résistor de protection en série avec la diode.

Les diodes sont très utilisées dans le secteur automobile car leur puissance réduite et leur fort rendement permettent de réduire considérablement la consommation énergétique.

Doc. 4
Matériel nécessaire

  • Générateur de tension continue 5 V ;
  • Deux DEL blanches ;
  • Deux résistors de résistance 220 Ω\Omega ;
  • Deux multimètres (voltmètre, ampèremètre, ohmmètre) ;
  • Fils de connexion.

Par intuition

Comment évolue la puissance délivrée par un générateur quand on allume plus de lampes dans le circuit ?

Doc. 2
Schéma du montage à réaliser

Schéma du montage à réaliser

Partie A. Placer une seule diode et son résistor de protection.

Partie B. Ajouter la deuxième partie du circuit (en grisé sur le schéma).


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