Détermination des éléments du modèle équivalent de Thévenin d'un dipôle actif

Matériel

- 1 Alimentation stabilisée. - 2 Résistances (1/4W, 5%) : R₁ = 220 W, R₂ = 330 W

- 2 multimètres. - Boites à décades.(x1W; x10W; x100W; x 1kW; x 10kW)

I - Etude d'un générateur linéaire

Le générateur étudié est le dipôle actif D. Il est constitué d'une source de tension E (E = 7V) et des résistances R₁, R₂ associées tel que le montre la figure suivante :

1) Dessiner le schéma du montage permettant de relever la caractéristique ( U, I ) du dipôle D. Faire vérifier.

2) Mesurer les résistances R₁ et R₂.

3) Calculer les valeurs maximales I_max1 et I_max2 des courants admissibles dans R₁ et R₂.

4) Lorsque le dipôle D est à vide, calculer l'intensité du courant dans R₁ et R₂.Conclure.

5) Lorsque le dipôle D est en court-circuit, calculer les intensités du courant dans R₁ et R₂.Conclure.

6) Régler E à 7 V. Câbler hors tension, appeler le professeur avant mise sous tension.

Régler I à sa valeur maximale.

En faisant décroître I de façon régulière, relever la caractéristique ( U, I ) du dipôle D.On indiquera dans un tableau de mesures les valeurs de U, I et pour chaque mesure, la valeur correspondante de la résistance de charge(notée R_ch) et la valeur de la puissance reçue par la charge (notée P).

7) Déterminer l'équation de la caractéristique (U,I) du dipôle D.

8) En utilisant cette équation, déterminer les valeurs des éléments E_th et R_th du générateur de Thévenin

équivalent au dipôle D .

9) Dessiner un schéma du générateur de Thévenin ( source de tension en série avec une résistance) équivalent au dipôle D. On veillera à bien faire apparaître toutes les grandeurs caractéristiques de ce générateur.

II. Détermination par le calcul des éléments du M.E.T du dipôle d .

On raisonnera à partir de la figure du I.

1) On considère que le dipôle D est à vide. Indiquer la valeur de I puis calculer la valeur de U. Comparer la valeur obtenue à E_th.

2) On suppose maintenat que la source de tension E est éteinte. Indiquer la valeur de E puis calculer la résistance équivalente R_éq au dipôle D. Comparer R_eq à R_th.

3) Conclure en indiquant une manière de déterminer par le calcul les éléments du M.E.T d'un dipôle actif.

4) Dessiner le schéma d'un montage permettant la mesure directe de E_th.

5 ) Réaliser la mesure après avoir fait vérifier le montage.Comparer à la valeur théorique.

6) Dessiner le schéma d'un montage permettant la mesure directe de R_th.Pour cette mesure, pourquoi devra-t-on prendre soin de court-circuiter l'alimentation stabilisée par un fil?

7) Réaliser la mesure après avoir fait vérifier le montage.Comparer à la valeur théorique.

III- ETUDE De la puissance reçue par la résistance de charge

1) A partir du tableau du I, tracer la courbe P = f (R_ch).( Ajouter des points de mesures au tableau si nécessaire)

2) Relever les coordonnées du maximum de la courbe.

3) Vérifier que la puissance reçue par la charge est maximale pour R_ch=R_th et que P_max= .