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E=12 V ; R résistance chauffante ; le générateur a une résistance interne négligeable. ; L=0,12 H et r = 3W. La diode est idéale. On ferme l'interrupteur K, un courant s'établit dans le circuit. La résistance R chauffe t-elle ? en fermant l'interupteur, la diode étant montée en inverse n'est traversée par aucun courant. la résistance R est en série avec la diode, R n'est pas traversée par un courant. La puissance dissipée par effet joule est proportionnelle au carré de l'intensité P= Ri² donc la résistance R ne s'échauffe pas. nature du courant en régime permanent . Calcul de son intensité I : La bobine inductive parcourue par un courant d'intensité i stocke de l'énergie : ½Li². ½Li² = 0,5 * 20 * 4² = 160 J. Ce stockage d'énergie entraîne un retard à l'établissement du courant. En régime permanent, la bobine traversée par un courant continu d'intensité i, se comporte comme un résistor. i = E / r = 12 / 3 = 4 A.
la bobine libère son énergie à travers la résistance R et la diode. phénomène d'auto-induction : la bobine s'oppose à la diminution du courant permanent et un courant induit prend naissance. Ce courant induit à le sens du courant permanent établit avant l'ouverture de K. Il en résulte un courant à travers la bobine, le résistor R et la diode passante, courant qui s'annule rapidement. La résistance R s'échauffe un peu. la bobine s'échauffe également un peu ( du fait de sa résistance de 3 W).
La résistance chauffante plongée dans un calorimètre contenant 10 g d'eau permet d'obtenir une élévation de la température de l'eau de 1,5 °C. La capacité thermique de l'ensemble (calorimètre + eau ) vaut 50 JK-1. Ces données sont-elles compatibles avec les résultats précédents énergie libérée dans les 10 g d'eau par la résistance chauffante : 50*1,5 = 75 J. Ces données sont compatibles avec les résultats précédents : en effet la bobine inductive libére son énergie (160 J) à travers l'ensemble des résistances du circuit : à travers sa propre résistance r = 3 ohms et à travers R. 75 J sont libérés à travers R et 85 J à travers r. |