On considère le circuit électrique ci-contre :
■ G : un générateur de force électromotrice E = 12 V et de résistance interne r.
■ M: un moteur de force contre électromotrice E' et de résistance interne r'.
■ Trois résistors de résistances respectives R1, R2 et R3 tels que : R₁ = R₂ = 502 et R3 = 3R1.
■ K: un interrupteur. V G R₁ R: . (A): un ampèremètre (V): un voltmètre. A. L'interrupteur K est ouvert, quelles sont les indications:
1) Du voltmètre ?
2) De l'ampèremètre ?
B. L'interrupteur K est fermé. A R3 I. Le moteur est bloqué, l'ampèremètre indique I₁ = 1A et le voltmètre indique U₁ = 8V.
1) a. Calculer la résistance interne r du générateur.
b. Calculer l'énergie électrique E. reçue par le dipôle vue entre les points A et C du circuit pendant deux minutes.
c. Quelle est la nature de cette énergie. Justifier.
2) a. Calculer la résistance équivalente Req vue entre les points A et C.
b. Montrer que la résistance équivalente vue entre les points A et B est : R = (G) R1. c. En déduire la résistance interne r' du moteur.
3) On prendra r' = 20. Calculer:
a. La tension U3 aux bornes du résistor R3.
b. La puissance électrique P3 dissipée par effet joule dans la résistance R3. II. Le moteur fonctionne normalement, l'ampèremètre indique I' = 0,8A. Calculer: 1) La tension aux bornes du générateur UG.
2) La tension aux bornes du moteur UM. Déduire sa fcem E'.
3) La puissance dissipée par effet joule dans le moteur PJ. 4) La puissance électrique totale reçue par le moteur PM.
5) Le rendement p de ce moteur.
