physique (première) · Chapitre 5 · Exercice de TD

Une pile de f.é.m. E = 1,5 V et de résistance interne r = 0,50 Ω…

Aspects énergétiques des phénomènes électriques · La source réelle et son bilan · niveau 2

Énoncé

Une pile de f.é.m. $E = 1, 5 V$ et de résistance interne $r = 0, 50Ω$ alimente un dipôle ohmique de résistance $R = 4, 5Ω$ .

Calculer l'intensité du courant, puis la tension aux bornes de la pile.
Dresser le bilan de puissance complet.
Calculer le rendement de la pile et vérifier qu'il vaut $\frac{R}{R + r}$ .

Corrigé de la question 1

1. La loi d'Ohm ( $U = R I$ ) et le modèle de la source ( $U = E - r I$ ) donnent $E = (R + r) I$ , soit

$I = \frac{E}{R + r} = \frac{1 , 5}{5 , 0} = 0, 30 A, U = R I = 4, 5 \times 0, 30 = 1, 35 V .$

Contrôle : $E - r I = 1, 5 - 0, 50 \times 0, 30 = 1, 35 V$ ✓, les deux voies concordent.

Question 2 : comment l'IA t'aide

2. Dresser le bilan de puissance complet.

Élève

Pour le bilan de puissance, je ne sais pas trop par quoi commencer. Il faut calculer quelles puissances ?

Pense au modèle de la pile : elle convertit de l'énergie chimique en énergie électrique, mais une partie se perd à l'intérieur. Quelles sont les deux formes de puissance mises en jeu dans la pile elle-même ?

Élève

Il y a la puissance totale créée par la pile, et celle qui est perdue à cause de la résistance interne r. Et aussi celle qui part dans le dipôle R.

Bien vu, trois termes. Maintenant, quelle grandeur de la question 1 te permet de calculer la puissance totale engendrée par la pile, sachant que sa f.é.m. vaut $E$ ?

L'IA ne donne pas la réponse : elle pose la question qui fait avancer. À toi de continuer.

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Reprends la question 2 là où le dialogue s'arrête, puis la suite de l'exercice.

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