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. -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!
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.
Enseigner > Ressources pédagogiques > Electrotechnique Auteur: Bruno Boixiere par Mr Boixiere Bruno Enseignant du Lycée Professionnel Jean Caillaud de Ruelle Sur Touvre Ce cours comprend: La notion d'effet joule L'étude de l'échauffement du au courant électrique La définition de la loi de joule L'expression de l'énergie et de puissance dissipée par effet joule La définition de la variation de la température La formule permettant de calculer la densité de courant dans un conducteur Documents joints BAC PRO ELEEC BAC PRO ELEEC
Le calcul de la puissance dissipée est utile pour optimiser le dimensionnement des composants. Si la puissance dissipée par les composants est rarement indiquée sur les schémas, elle est toujours donnée dans la nomenclature des composants d'un circuit (en particulier pour les résistances). En prenant des références hydrauliques, la tension est comparable à une différence de pression dans un tuyau et se mesure donc entre deux points d'un circuit. L'intensité est un débit et se mesure en insérant l'instrument de mesure en un point du circuit, comme un compteur d'eau. La résistance est comparable à un rétrécissement du tuyau. La chaleur dégagée par la résistance provient des frottements lors du passage des électrons. Lois d'Ohm (U = R. I) et de Joule (P = U. I) NOTA: Dans l'écriture mathématique le. signifie "multiplier par" et peut aussi se rencontrer sous ces formes: P = U x I ou P = U * I. C'est exactement pareil. ( / signifie diviser par) Ces deux lois sont fondamentales car elles expriment les relations entre les quatre grandeurs de base de l'électricité.
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?