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Adaptation des tensions

Exercices sur le chapitre

les Indications portées sur les dipôles sont très utiles pour les faire fonctionner normalement sans risque de les détériore et permettent de prévoir leur fonctionnement si on doit les associer entre eux.
Sommaire
1. Un peu de vocabulaire
2. Tension d'une association de générateurs
2.1 Association en Série ou concordance 2.2 Association en opposition
3. Comment choisir une lampe adaptée à une pile ou à un générateur ?

1. Un peu de vocabulaire

Les indications portées sur les dipôles sont les valeurs d'utilisation normale des dipôles; ce sont leurs valeurs nominales.

On a  photographié divers dipôles récepteurs ou générateurs. 

lampe 15 watts tension d'usage 230volts lampe 21 watts tension d'usage 12 volts lampe 20 watts tension d'usage 12 volts lampe tension d'usage 6volts et intensité 100 milliampères   piles de tensions nominales: 1,5 volts (ronde) 4,5volts (plate )9 volts(carrée)   cliquez pour image agrandie (49000 octets)

Les valeurs données possèdent trois unités différentes: 

  1. V ce sont des tensions nominales en volts
  2. A ce sont des intensités nominales en ampères
  3. W ce sont des puissances nominales en watts. Pour calculer l'intensité nominale, nous admettrons la formule: 

                            

2.  Tension d'une association de générateurs

2.1  Association en Série ou concordance

  observez bien le dessin ; en déduire le schéma électrique correspondant

 Photo et schéma représentant une pile plate de 4,5 volts (association de trois piles rondes de 1,5V) schéma 1: schéma 2:
      pile plate ouverte

Le schéma 1 est la solution car les bornes positives sont en contact et les bornes négatives aussi
Le schéma 2 est la solution car les bornes positives sont en contact avec les bornes négatives.        

Conclusion: Lorsque les générateurs sont associés en Série (ou en concordance) la borne + de l'un est reliée à la borne - de l'autre, leurs tensions s'ajoutent alors.

Dans le cas du schéma 2 : Uassociation = Upile1 + Upile2 + Upile3 soit Uassociation = 1,5 +1,5 + 1,5 soit Uassociation = 4,5 volts.

2.2 Association en opposition

deux piles en opposition

Nous remarquons en observant la photo  que la tension de l'association est nulle lorsque les piles ne sont pas en concordance, une est montée à l'envers; on dit qu'elle est en opposition.

 

Conclusion: Lorsque les générateurs sont associés en Opposition (à l'envers) la borne + de l'un est reliée à la borne + de l'autre, leurs tensions se retranchent alors.

Dans le cas de la photo : Uassociation = Upile1 - Upile2  soit Uassociation = 1,5 -1,5  soit Uassociation = 0 volts.  

Application: Pour placer les piles dans un appareil électrique, il faut veiller au sens de branchement. En général le constructeur a prévu un petit schéma souvent gravé à l'emplacement des piles.  Des piles montées en opposition se détériorent rapidement. schéma sur un appareil électrique portable

pour vous entrainer  

 3.  Comment choisir la lampe adaptée à une pile ou à un générateur ?

Dans les trois schémas électriques suivants on a utilisé une lampe de voiture dont les valeurs nominales inscrites sur le culot sont: 12V - 55W  image agrandie (15000 octets)

lampe en sous-tension

lampe en sous-tension

lampe adaptée au générateur

 
IL=0,14 A

Ug=0,07V

IL =2,13 A

Ug= 2,80 V

IL= 3,54 A

Ug =11,98 V

Ug =14,00 V
La lampe ne brille pas, elle est en Sous- Tension

sa tension nominale est plus grande que la tension aux bornes du générateur utilisé Unominale>>Ug

La lampe brille faiblement, elle est en Sous- Tension

sa tension nominale se rapproche de la tension aux bornes du générateur utilisé Unominale  >  Ug

 

La lampe brille normalement, elle est  adaptée 

sa tension nominale est proche de la tension aux bornes du générateur utilisé Unominale=Ug

 

La lampe brille trop, elle est  en surtension 

sa tension nominale est inférieure à la tension aux bornes du générateur utilisé Unominale< Ug

 Le filament peut fondre, la lampe est alors détériorée.

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