Ce TP permet d'appréhender avec les élèves de seconde, les mesures sur site de tension et de courant en utilisant des appareils de mesures portables comme le voltmètre et la pince ampèremétrique pour vérifier la loi d'ohm et la loi de joule, en utilisant la méthode voltampèremétrique. Cette mesure est réalisée sur une partie de l'installation de la cellule habitat. Ce TP permet également d'utiliser les équipements de protection individuel en vue du passage des tâches pratiques de l'habilitation électrique, ainsi que la tâche 2 du B1V.
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Loi De Joule Exercice Un
Exercice à caractère
expérimental. : vérification de la loi de Joule. ( texte d'un TP distribué aux
élèves de 1 ère S 1 du lycée Calvin de Noyon)
Dans le but de vérifier
la loi de Joule, vous devez réaliser un montage électrique, réfléchir et répondre
à des questions, faire des mesures, interpréter leurs résultats! Voici le texte légèrement modifié qui leur a
été distribué ( et complété des mesures
d'un groupe de TP) avec tout le
matériel nécessaire. L'exercice proposé
ci-dessous consiste à faire l'interprétation des mesures qu'ils ont faites, répondre aux
questions posées, et à vérifier, comme eux,
si la loi est bien vérifiée. 1-Avant de commencer, expliquer
pourquoi:
-le bon fonctionnement d'un ordinateur nécessite
l'utilisation d'un ventilateur intégré. Loi de joule exercice 3. -les dirigeants économiques déconseillent de plus en plus
l'utilisation des ampoules à incandescence pour s'éclairer. Si l'on examine d'un
plus prés, les conséquences sur l'environnement et sur l'économie de
« l'effet Joule », on ne peut que constater l'existence d'un
gaspillage fabuleux!
Loi De Joule Exercice Physique
Attention de ne pas placer le thermomètre sur la résistance! c-Relevé des mesures obtenues par un groupe d'élèves:
Intensité I (A)
1, 05
1, 50
2, 05
2, 50
3, 10
3, 50
q initial(°C)
20, 0
21, 2
24, 1
28, 5
35, 0
45, 0
q final (°C)
21, 4
24, 3
29, 2
37, 0
47, 2
51, 0
U AB (V)
2, 1
3, 1
4, 0
5, 2
5, 9
6, 9
(Les lignes disponibles pourront servir à des
calculs qui permettront la vérification quantitative de la loi de Joule)
On donne les informations
suivantes:
Il faut 2100
J pour élever 1kg de pétrole de 1°C. ----- 4180J ---------------------d'eau ------------
La capacité calorifique du
calorimètre et des accessoires est estimée à m =110J. Loi de joule exercice a la. K -1. La résistance du conducteur
ohmique qui plonge dans le liquide du calorimètre est voisine de 2 W.
5-Interprétation:
a - Formuler la loi de Joule:
Ecrire une équation avec les
symboles I, D t (durée de passage du
courant), R, m (masse du liquide), c (chaleur
massique du pétrole), m (capacité calorifique du calorimètre), Dq
(variation de température).
Loi De Joule Exercice Math
En développant les deux lois, on trouve les douze équations du tableau ci-dessous: P = U. I et on sait que U = R. I; en remplaçant U par R. I dans la première équation, on trouve: P = (R. I). I = RI². De même, on sait que I = U / R, donc P = U. I devient P = U x (U / R) donc P = U² / R. Thermodynamique. Ainsi, deux données (intensité et résistance, par exemple), permettent de calculer les deux inconnues correspondantes (dans notre exemple: puissance P = RI² et tension U = RI). Les quatre équations éditées en bleu gras ci-dessus servent de base aux quatre triangles de calcul simplifié
Utilisation: choisissez le triangle contenant vos deux données et votre inconnue puis cachez du doigt l'inconnue: vous obtenez la formule à appliquer. Lorsque les données sont en bas (l'inconnue est en haut du triangle), les données sont multipliées pour obtenir l'inconnue. Lorsque l'inconnue est en bas, les données sont divisées (celle du haut par celle du bas). Lorsque l'inconnue cachée est au carré, le résultat est une racine carrée (exemple: U² = PR donc U = (PR)).
Loi De Joule Exercice A La
5 V et I = 0. 1 A donc R = U/I = 1. 5/0. 1= 15 Ω. Sinon on peut nous donner la valeur de la résistance correspondant à la caractéristique tracée (figure ci-dessous) et nous demandait à quelle intensité correspond une tension de 3V par exemple: cela donne I = 0. 2 A (pour cette résistance). Il suffit de savoir lire un graphique. III- Caractéristique d'un dipôle non ohmique
Un dipôle n'est pas ohmique, lorsqu'il ne vérifie pas la loi d'ohm U = R×I. La résistance R de ce dipôle n'est plus constante, la caractéristique de ce dipôle n'est plus une droite. Remarque: En générale, la résistance d'un dipôle dépend de la température, et comme par exemple une lampe chauffe beaucoup pour assurer sa fonction d'éclairage …
IV- Exercices
1- Exercice 1 sur la Loi d'Ohm
On trace les caractéristiques de deux dipôles. Lequel a la résistance la plus élevée? Justifier par le calcul. Correction
La courbe caractéristique du dipole 1 passe par le point (U1;I1) soit (2. Loi d'Ohm Effet joule : Première - Exercices cours évaluation révision. 5V; 100 mA). Conversion 100mA = 0. 1A Donc R1=U1/I1 = 2.
Loi De Joule Exercice 3
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On le branche sur une résistance de 10 Ω. Quelle est la chaleur dégagée en 1 minute dans cette résistance? Rép. 3 A, 150 J. Exercice 3
On a deux petites lampes électriques sur lesquelles il est écrit 8 V, 1W. On dispose d'un accumulateur de 20 V dont la résistance intérieure est négligeable. On monte en série ces deux lampes, une résistance R et la source de courant. Calculez la valeur de R pour que les lampes fonctionnent normalement. Que vaut le rendement du système? Rép. 32 Ω, 80%. Exercice 4
Une plaque chauffante consomme 2400 W. Elle est branchée sur le réseau. Quelle est sa résistance? Combien de temps met-elle pour amener 10 litres d'eau de 10 à 100 °C si les pertes sont négligeables? Rép. 20. 17 Ω, 1571 s. Exercice 5
La capacité calorifique d'un fer à repasser est de 200 cal/°C. Son corps de chauffe a une résistance de 60 Ω. On suppose qu'il n'y a pas de perte de chaleur. Durant combien de temps ce fer doit-il être branché sur une tension de 220 V pour passer de 20 à 130 °C? Comment ce temps est-il modifié si le fer est branché sur une tension de 110 V?
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