Récepteurs électriques
 

I. Objectifs
II. Matériel
III. Caractéristique d'un électrolyseur

1. Manipulation

  1. Réaliser le montage ci-contre.
  2. Appliquer une tension U d'environ 10V et relever la valeur I de l'intensité du courant électrique.
  3. Renouveler la mesure pour U variant de 9V à 1V par pas de 1V et compléter le tableau ci-dessous.

I(A)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U(V)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Exploitation

  1. Tracer la caractéristique U=f(I).
  2. Modéliser sa partie linéaire.
  3. En déduire la résistance interne r' de l'électrolyseur ainsi que sa force contre électromotrice E'.
     
IV. Loi de Joule

1. Manipulation

  1. Réaliser le montage ci-contre.
  2. A l'aide de l'éprouvette graduée, placer une masse m=400g d'eau dans le calorimètre.
  3. Régler les paramètres d'acquisition du logiciel Regressi de la façon suivante:
    • Abscisse: temps; durée d'acquisition: 600s; nombre de points: 50.
    • Ordonnée: Voie EA6: T(°C); Etalonnage: 0°C à 100°C.
  4. Appliquer une tension de valeur U1=12V aux bornes de la résistance immergée. dans le calorimètre et relever la valeur de l'intensité I1 du courant traversant le circuit.
  5. Réaliser l'acquisition de la température q1 de l'eau à intervalles de temps réguliers pendant 10 minutes.
  6. Transférer la courbe q1=f(t) obtenue dans le logiciel Regressi.
  7. Renouveler la manipulation en appliquant une tension U2=6V aux bornes de la résistance immergée et relever l'intensité du courant I2 ainsi que la courbe q2=f(t).

2. Exploitation

  1. A l'aide du logiciel, calculer les grandeurs Dq1= q1 - qo1 et Dq2= q2 - qo2 pour chaque valeur du temps t (qo1 et qo2 représentent les températures initiales de l'eau et du calorimètre au début de chaque manipulation).
  2. Tracer les courbes Dq1=f(t) et Dq2=f(t) sur le même graphique.
  3. Comment évolue la variation de température Dq par rapport au temps? En déduire que Dq=a.t.
  4. Déterminer les coefficients directeurs a1 et a2 des droites Dq1=f(t) et Dq2=f(t).
  5. L'énergie reçue par l'ensemble {eau+calorimètre} est proportionnelle à son élévation de température: QJ=k.Dq. En déduire l'expression de QJ en fonction du temps.
  6. Calculer le rapport a1/a2 et le comparer au rapport I12/I22. En déduire que le coefficient directeur de la droite Dq=f(t) peut s'écrire a=a.I2.
  7. En déduire l'expression de la loi de Joule.

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