Travaux dirigés d'électrocinétique - 1ère année de CPGE scientifique, voie PCSI, Circuits non linéaires

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2008

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Nathalie Van De Wiele

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01 janvier 2008

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Série de travaux dirigés d'électrocinétique, avec réponses, basée sur le programme de physique de 1ère année de CPGE voie PCSI en vigueur de 1995 à 2003. Ce module est composé de 9 activités : (1) Circuits linéaires en régime permanent continu (2) Théorèmes de base des circuits linéaires, sources contrôlées (3) Circuits linéaires en régime transitoire (4) Réseaux linéaires en régime sinusoïdal forcé (5) Puissance en régime sinusoïdal forcé (6) Transfert des systèmes linéaires (7) Filtres passifs en régime sinusoïdal forcé (8) Amplificateur opérationnel en régime linéaire (9) Circuits non linéaires

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Nathalie Van de Wiele - Physique Sup PCSI - Lycée les Eucalyptus - Nice 1 Série d’exercices 9 SERIE D’EXERCICES N° 9 : ELECTROCINETIQUE : CIRCUITS NON LINEAIRES Caractéristiques, point de fonctionnement : électrolyseur, diode, diode Zener. Exercice 1. On considère le circuit de la figure 1 . On donne r = r2= 2W; r1= 1W; e1 e= 10 V ;2= 6 V . Figure 1 r1 2 Figure e1 r A B r2 e A B e2 1. Déterminer le générateur de Thévenin équivalent au dipôle AB . 2. On branche entre A et B un dipôle polarisé : une pile de f.e.m e = 1,8 V et de résistance interne négligeable (figure 2). Déterminer le point de fonctionnement M (uAB, iAB) . 3. On remplace le dipôle polarisé par un dipôle non polarisé : une cuve à électrolyse (électrolyseur ou voltamètre) de f.c.e.m. e’ = 1,8 V et de résistance nulle. Déterminer le point de fonctionnement M’ (uAB, iAB) . Exercice 2. A e e’ R r’ r B 1. Déterminer graphiquement l’intensité iAB r’ , R , e’ . Entre quelles valeurs peut varier ? e en fonction de e’ , r , 2. Calculer la puissance p consommée par les réactions chimiques. Entre quelles valeurs peut-elle varier quand e’ varie, comment interpréter p = 0 ? Exercice 3. On considère le circuit de la figure. R1 E1 R2 E2 , R E’ ’ G1 est un générateur de f.e.m. E1= 1 V , de résistance interne R1= 1W. G2 est un générateur de f.e.m. E2= 2 V , de résistance interne R2= 2W = 0,5 V , sa résistance internea une caractéristique linéarisable par morceaux. ; sa f.c.e.m. est E’. Le voltamètre R’ = 1W . 1. Déterminer graphiquement l'intensité du courant dans le voltamètre. Dans quel sens se déplacent les ions dans le voltamètre ? 2. Répondre aux mêmes questio ns lorsque le voltamètre est placé en parallèle sur G1 et G2. Exercice 4. Représenter la caractéristique courant-tension i = f (u) du dipôle équivalent au groupement suivant entre les points A et B si la diode est idéale. R A i B R’ u

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