De plus, ce contrôle de physique-chimie de première sur les dipôles et les circuits électriques dure 55 minutes. Puis la calculatrice est autorisée. Ensuite, le barème total est de 20 points ; les unités, les schémas soignés et les chiffres significatifs comptent dans la notation.
Rappels : 1 mA = 10−3 A ; pour un conducteur ohmique, U = R × I ; la puissance reçue par un dipôle vaut P = U × I.
Donc, ce contrôle est à télécharger en PDF et à imprimer gratuitement : le bouton se trouve en bas de la page, sans inscription.
Le sujet du contrôle sur les dipôles et les circuits
Exercice 1 : questions de cours (3 points)
- Énoncer la loi d’additivité des tensions pour des dipôles montés en série. (1 point)
- Énoncer la loi des nœuds et donner un exemple d’application pour un circuit à deux branches en dérivation. (1 point)
- Énoncer la loi d’Ohm en précisant les unités de chaque grandeur. (1 point)
Exercice 2 : deux résistances en série (5 points)
Enfin, un générateur de tension continue U = 12,0 V alimente deux conducteurs ohmiques en série, de résistances R1 = 100 Ω et R2 = 220 Ω.
- Calculer la résistance équivalente Réq des deux conducteurs ohmiques. (1 point)
- Calculer l’intensité I du courant dans le circuit, en mA. (1 point)
- Calculer les tensions U1 et U2 aux bornes de R1 et R2 et vérifier la loi d’additivité des tensions. (1 point)
- Calculer la puissance électrique reçue par l’ensemble des deux résistances. (1 point)
- Ensuite, on veut mesurer U2 : où et comment brancher le voltmètre ? Quelle valeur indique-t-il ? (1 point)
Exercice 3 : deux résistances en dérivation (5 points)
Puis, deux conducteurs ohmiques de résistances R1 = 330 Ω et R2 = 470 Ω sont montés en dérivation aux bornes d’un générateur de tension continue U = 9,0 V.
- Que peut-on dire des tensions aux bornes de R1 et de R2 ? (1 point)
- Calculer les intensités I1 et I2 dans chaque branche, en mA. (1 point)
- Ainsi, en déduire l’intensité I débitée par le générateur. Quelle loi utilise-t-on ? (1 point)
- Calculer la résistance équivalente Réq des deux branches avec la relation 1 ÷ Réq = 1 ÷ R1 + 1 ÷ R2, puis vérifier avec U ÷ I. (1,5 point)
- Réq est-elle plus grande ou plus petite que R1 ? Pourquoi est-ce logique ? (0,5 point)
Exercice 4 : caractéristique d’un dipôle (4 points)
Par ailleurs, on relève la tension U aux bornes d’un dipôle D pour plusieurs valeurs de l’intensité I qui le traverse.
- Quelle est la nature du dipôle D ? Justifier à l’aide de la courbe. (1 point)
- Déterminer sa résistance R. (1 point)
- Quelle tension apparaît aux bornes de D quand I = 25 mA ? (1 point)
- Calculer la puissance reçue par D pour I = 40 mA. (1 point)
Exercice 5 : protéger une diode électroluminescente (3 points)
De plus, une DEL (diode électroluminescente) fonctionne normalement sous la tension UD = 2,0 V avec un courant I = 20 mA. Puis on l’alimente avec un générateur de tension 5,0 V en plaçant en série un conducteur ohmique de résistance R.
- Pourquoi faut-il placer une résistance de protection en série avec la DEL ? (1 point)
- Calculer la résistance R à utiliser. (1 point)
- Calculer la puissance dissipée par la résistance. Un modèle de résistance de puissance maximale 0,25 W convient-il ? (1 point)
