Physique Appliquée

Lycée Jaufré Rudel
Classe de 1èreSTI
Devoir n°2: le 18.11.94
Physique Appliquée
Exercice n°1: Modèle équivalent Thévenin d'un montage potentiométrique
Soit le montage suivant constitué d'un générateur de tension de fém E = 15 V et de deux
résistances R1 = 300 Ω et R2 = 150 Ω (fig.1):
R1
E
A
R2
Ro
U
U
Eo
B
fig.1
A
B
fig.2
1.1. Déterminer les éléments E0 et R0 du générateur de Thévenin équivalent (fig.2) à ce
montage.
1.2. Tracer la caractéristique U = f(I) du dipôle AB en prenant E0 = 7 V, R0 = 70 Ω.
1.3. La caractéristique U = g(I) de la varistance suit la loi: U=10 2 $ I
Tracer sur le même graphique la caractéristique U = g(I) de la varistance.
1.4. On réalise un circuit en plaçant entre A et B une varistance ou VDR (fig.3). Déterminer
graphiquement les coordonnées du point de fonctionnement P c'est à dire l'intensité du
courant I dans le circuit et la tension U aux bornes de la VDR.
Première STI Devoir n°21
A I
Ro
I
u
VDR
Eo
U
B
fig.3
1.5. Déterminer U et I par le calcul.
Exercice n°2: Puissance, rendement et résistance thermique
Soit le montage fig.4 pour lequel on donne E = 12 V; U2 = 6 V; I2 = 0,5 A; R1 = 10 Ω.
I1
I2
R1
E
I3
U2
Dz
Charge
fig.4
2.1. Calculer I1 et I3.
2.2. Calculer:
2.2.1. la puissance utile Pu absorbée par la charge;
2.2.2. les puissances dissipées dans la résistance R1 et la diode Zener Dz;
2.2.3. la puissance fournie par le générateur PG;
2.2.4. le rendement du montage.
2.3. La résistance thermique entre la diode Zener et l'air ambiant est RTH = 40 °C.W-1 .
Calculer la température atteinte par la jonction PN de la diode Zener si la température
ambiante est de 25 °C.
Exercice n° 3:
Les caractéristiques de sortie US = f(IS) d'une porte logique à l'état haut en sortie sont donné
fig.5:
&
Ue "0"
Première STI Devoir n°22
Is
"1"
Us
3.1. Expliquer pourquoi une porte logique peut être considérée comme un générateur lorsque
la sortie est à l'état haut.
3.2. Déterminer les éléments E0 et R0 des modèles équivalents de Thévenin pour les parties
linéaires des caractéristiques.
TTL
6
5
Us(V)
4
3
2
1
0
0
0,01
0,02
Is(A)
Première STI Devoir n°23
0,03
0,04
Us(V)
CMOS
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0
0,01
0,02
Is(A)
Première STI Devoir n°24
0,03
0,04