Chap 18: Récepteur

# Chap 18: Récepteur ## Objectifs et prérequis **Objectifs** : À l’issue de ce chapitre, l’élève sera capable de : - Définir un récepteur électrique et son rôle dans un circuit. - Identifier et caractériser les dipôles récepteurs courants (résistance, lampe à incandescence, moteur, diode). - Déterminer expérimentalement la caractéristique d’un dipôle récepteur (tension aux bornes en fonction du courant). - Interpréter graphiquement une caractéristique (forme, pente, zone d’utilisation). - Appliquer la loi d’Ohm dans le cas des dipôles ohmique et non ohmique. - Différencier un récepteur actif d’un récepteur passif. - Utiliser un voltmètre et un ampèremètre pour mesurer U et I dans un circuit. - Réaliser un schéma électrique correct d’un montage pour tracer une caractéristique. - Analyser les performances énergétiques d’un récepteur (puissance absorbée, rendement). **Prérequis** : - Notions de base en électricité : tension (U), courant (I), résistance (R), loi d’Ohm ($U = RI$). - Savoir lire un schéma électrique simple (générateur, fil, interrupteur). - Manipuler un voltmètre (en dérivation) et un ampèremètre (en série). - Notions de puissance électrique ($P = UI$) et d’énergie ($E = Pt$). - Savoir tracer un graphique (axes, échelle, points, droite d’ajustement). --- ## Introduction Dans un circuit électrique, un **récepteur** est un dispositif qui convertit l’énergie électrique fournie par un générateur (pile, batterie, secteur) en une autre forme d’énergie utile : lumière, chaleur, mouvement, son, etc. Contrairement au générateur qui fournit de l’énergie, le récepteur l’absorbe. L’étude des récepteurs permet de comprendre comment les appareils électriques fonctionnent réellement, au-delà des lois théoriques. Ce chapitre se concentre sur les **dipôles récepteurs** : des composants ayant deux bornes, traversés par un courant et soumis à une tension. Leur comportement est décrit par leur **caractéristique** : la courbe $U = f(I)$ ou $I = f(U)$, qui relie la tension aux bornes au courant qui les traverse. Cette caractéristique est fondamentale pour prédire le fonctionnement d’un circuit, choisir un composant adapté, ou diagnostiquer une panne. Nous étudierons successivement : 1. La notion normalisée de récepteur et ses grandeurs caractéristiques. 2. Les caractéristiques des dipôles récepteurs les plus courants : résistance ohmique, lampe à incandescence, diode, moteur. Pour chaque dipôle, nous définirons ses propriétés, tracerons sa caractéristique expérimentale, donnerons des exemples résolus, puis proposerons des exercices d’application corrigés. --- ## I. Normalisé d’un récepteur ### Définition et grandeurs caractéristiques Un **récepteur électrique** est un dipôle qui absorbe de l’énergie électrique provenant d’un générateur et la convertit en une autre forme d’énergie (lumière, chaleur, travail mécanique, etc.). Il est dit **passif** s’il ne produit pas d’énergie électrique lui-même (contrairement à un générateur ou une pile en charge). > **À retenir** : Un récepteur est un dipôle passif qui absorbe de l’énergie électrique : $P_{absorbée} = UI > 0$ (si la convention générateur est utilisée, $P_{absorbée} = -UI$ si le courant sort du récepteur par la borne positive — mais en convention récepteur, on prend $U$ et $I$ dans le même sens, donc $P = UI$ est positif lorsqu’il absorbe). Dans la **convention récepteur** (la plus utilisée en physique au lycée), on définit : - Le sens du courant $I$ entrant par la borne **positive** du récepteur et sortant par la borne **négative**. - La tension $U$ mesurée entre les bornes : $U = V_+ - V_-$ (potentiel au plus élevé moins le plus bas). Dans cette convention, la puissance absorbée par le récepteur est : $$ \boxed{P = UI} $$ Si $P > 0$ : le récepteur absorbe de l’énergie (fonctionnement normal). Si $P < 0$ : il fournit de l’énergie (il se comporte alors comme un générateur — cas rare pour un récepteur passif, mais possible pour une batterie en charge ou un moteur en freinage régénératif). > **À retenir** : En convention récepteur, $P = UI$ est la puissance absorbée. Un récepteur fonctionne normalement si $P > 0$. L’énergie absorbée sur une durée $t$ est : $$ \boxed{E = \int_0^t P\, dt = \int_0^t UI\, dt} $$ Pour un régime permanent ($U$ et $I$ constants) : $E = UIt$. ### Autres grandeurs caractéristiques - **Résistance apparente** : $R_{app} = \dfrac{U}{I}$ (valeur instantanée, dépend du point de fonctionnement). - **Rendement** : $\eta = \dfrac{P_{utile}}{P_{absorbée}}$, où $P_{utile}$ est la puissance convertie en forme souhaitée (ex. : lumière pour une lampe, couple×vitesse pour un moteur). - **Seuil de fonctionnement** : tension minimale ou courant minimal nécessaire pour que le récepteur commence à produire son effet utile (ex. : tension de seuil d’une diode, température d’incandescence d’une lampe). > **À retenir** : La résistance apparente $R_{app} = U/I$ n’est pas forcément constante : elle caractérise la loi locale du dipôle. --- ### Exemple résolu 1 : Calcul de puissance et d’énergie **Énoncé** : Une lampe de poche fonctionne avec une pile de 3 V. On mesure un courant de 0,2 A travers la lampe. 1. Quelle est la puissance absorbée par la lampe ? 2. Quelle énergie est consommée en 10 minutes ? 3. Si la lampe émet une puissance lumineuse de 0,5 W, quel est son rendement ? **Solution** : 1. $P = UI = 3\, \text{V} \times 0,2\, \text{A} = 0,6\, \text{W}$ 2. $t = 10\, \text{min} = 600\, \text{s}$ → $E = Pt = 0,6 \times 600 = 360\, \text{J}$ 3. Rendement : $\eta = \dfrac{P_{utile}}{P_{absorbée}} = \dfrac{0,5}{0,6} \approx 0,833 = 83,3\%$ > **À retenir** : Le rendement ne peut jamais dépasser 1 (ou 100 %) pour un récepteur passif (principe de conservation de l’énergie). --- ### Exercices d’application corrigés **Exercice 1** : Un moteur électrique absorbe une puissance de 40 W sous une tension de 12 V. a) Calculer le courant qui le traverse. b) Si le moteur fonctionne pendant 5 minutes, quelle énergie consomme-t-il ? c) Si son rendement est de 70 %, quelle est la puissance mécanique utile délivrée ? **Solution** : a) $P = UI \Rightarrow I = \dfrac{P}{U} = \dfrac{40}{12} \approx 3,33\, \text{A}$ b) $t = 5\, \text{min} = 300\, \text{s}$ → $E = Pt = 40 \times 300 = 12\,000\, \text{J}$ c) $P_{utile} = \eta \cdot P_{absorbée} = 0,7 \times 40 = 28\, \text{W}$ **Exercice 2** : Une résistance est traversée par un courant de 150 mA sous une tension de 4,5 V. a) Quelle est sa résistance ? b) Quelle puissance dissipe-t-elle sous forme de chaleur ? c) Si on double la tension aux bornes (en restant dans les limites du composant), que deviennent le courant et la puissance ? **Solution** : a) $R = \dfrac{U}{I} = \dfrac{4,5}{0,15} = 30\, \Omega$ b) $P = UI = 4,5 \times 0,15 = 0,675\, \text{W}$ c) Si $U' = 9\, \text{V}$, alors $I' = \dfrac{U'}{R} = \dfrac{9}{30} = 0,3\, \text{A}$ (double), et $P' = U'I' = 9 \times 0,3 = 2,7\, \text{W}$ (quadruplé, car $P \propto U^2$). --- ## II. Caractéristiques des dipôles récepteurs La **caractéristique** d’un dipôle récepteur est la courbe qui représente la tension $U$ aux bornes en fonction du courant $I$ qui le traverse (ou inversement $I = f(U)$). Elle est obtenue expérimentalement en faisant varier le courant (à l’aide d’un rhéostat ou d’un potentiomètre) et en mesurant $U$ et $I$ à chaque point. > **À retenir** : La caractéristique expérimentale d’un dipôle se trace en plaçant le voltmètre en dérivation et l’ampèremètre en série avec le dipôle. Elle permet de : - Déterminer si le dipôle est ohmique (loi d’Ohm respectée : caractéristique linéaire passant par l’origine). - Identifier les seuils de fonctionnement. - Calculer la résistance apparente en un point ($R_{app} = U/I$). - Prévoir le fonctionnement dans un circuit (point d’intersection avec la caractéristique du générateur). Nous étudions quatre dipôles récepteurs courants : résistance ohmique, lampe à incandescence, diode, moteur à courant continu. --- ### A. Résistance ohmique **Définition** : Un dipôle dont la caractéristique est une droite passant par l’origine, de pente égale à sa résistance $R$. Il obéit strictement à la loi d’Ohm : $U = RI$, pour toutes les valeurs de $U$ et $I$ (dans ses limites d’utilisation). > **À retenir** : Pour une résistance ohmique, $U = RI$ → caractéristique linéaire passant par l’origine, pente $R$. **Propriétés** : - Résistance constante : $R_{app} = R$ (indépendante de $U$ et $I$). - Caractéristique symétrique par rapport à l’origine (fonction impaire) : si on inverse le courant, la tension change de signe. - Énergie dissipée intégralement sous forme de chaleur (effet Joule) : $P = UI = RI^2 = \dfrac{U^2}{C}$. - Aucun seuil de fonctionnement : elle répond dès les plus faibles courants (sauf bruit thermique négligeable). **Exemple résolu 2 : Tracé de caractéristique** **Énoncé** : On mesure les valeurs suivantes pour une résistance : | $I$ (mA) | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | | $U$ (V) | 0 | 0,25 | 0,5 | 0,75 | 1,0 | Tracer la caractéristique et déterminer la résistance. **Solution** : Les points sont : (0,0), (0,005,0,25), (0,01,0,5), (0,015,0,75), (0,02,1,0). On trace un graphique $U$ en fonction de $I$. Tous les points sont alignés sur une droite passant par l’origine. Pente : $\dfrac{\Delta U}{\Delta I} = \dfrac{0,5}{0,01} = 50\, \Omega$ (ou $\dfrac{1,0}{0,02} = 50\, \Omega$). Donc $R = 50\, \Omega$. La caractéristique est : $U = 50I$. **Exercice d’application corrigé** : Une résistance de 100 $\Omega$ est traversée par un courant variant de 0 à 50 mA. a) Tracer sa caractéristique $U = f(I)$. b) Quelle est la tension aux bornes pour $I = 30$ mA ? c) Quelle puissance dissipe-t-elle à ce courant ? **Solution** : a) $U = RI = 100 \times I$ → droite passant par l’origine, pente 100. b) $U = 100 \times 0,03 = 3\, \text{V}$ c) $P = UI = 3 \times 0,03 = 0,09\, \text{W} = 90\, \text{mW}$ --- ### B. Lampe à incandescence **Définition** : Une lampe à incandescence est un récepteur qui produit de la lumière par chauffage d’un filament métallique (généralement du tungstène) à haute température (environ 2500 K). Son résistance augmente fortement avec la température. > **À retenir** : Le filament d’une lampe à incandescence voit sa résistance augmenter avec la température → caractéristique courbée, concave vers le haut. **Propriétés** : - À froid (lampe éteinte) : résistance faible ($R_{froid}$ ~ 10 à 50 $\Omega$ pour une lampe 12 V/5 W). - Lorsqu’on augmente le courant, le filament chauffe → sa résistance augmente → pour un même accroissement de $I$, l’augmentation de $U$ est plus forte que linéaire. - Caractéristique : courbe concave vers le haut (croissance accélérée de $U$ avec $I$). - Seuil d’incandescence : vers 0,5 à 1 V selon la lampe, en dessous duquel aucune lumière visible n’est émise (le filament est trop froid). - À pleine température : résistance élevée ($R_{chaud}$). - Rendement lumineux faible : ~5-10 % (le reste est perdu en chaleur infrarouge). - La caractéristique est réversible : si on diminue $I$, la lampe refroidit et $R$ diminue (hystérésis thermique négligeable à faible fréquence). **Exemple résolu 3 : Interprétation de caractéristique** **Énoncé** : On obtient la caractéristique suivante pour une lampe 6 V/0,1 A : | $I$ (mA) | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 | | $U$ (V) | 0 | 0,8 | 1,8 | 3,0 | 4,5 | 6,0 | a) Tracer la caractéristique. b) Quelle est la résistance apparente à $I = 40$ mA et à $I = 100$ mA ? c) La lampe est-elle ohmique ? Justifier. **Solution** : a) Les points sont tracés : on observe une courbe partant de l’origine, de pente initiale faible, puis de pente croissante. b) À $I = 40$ mA = 0,04 A : $U = 1,8$ V → $R_{app} = \dfrac{1,8}{0,04} = 45\, \Omega$ À $I = 100$ mA = 0,1 A : $U = 6,0$ V → $R_{app} = \dfrac{6,0}{0,1} = 60\, \Omega$ c) Non, la lampe n’est pas ohmique : sa caractéristique n’est pas une droite passant par l’origine (la pente varie). La résistance augmente avec le courant (et donc la température). **Exercice d’application corrigé** : Une lampe de voiture est notée 12 V / 55 W. a) Calculer son courant nominal et sa résistance à chaud. b) Si on la soumet à une tension de 6 V, estime-t-on que le courant sera plus ou moins de la moitié du courant nominal ? Justifier à l’aide de la caractéristique. c) Pourquoi la résistance à froid est-elle beaucoup plus faible que celle à chaud ? **Solution** : a) $P = UI \Rightarrow I = \dfrac{P}{U} = \dfrac{55}{12} \approx 4,58\, \text{A}$ $R_{chaud} = \dfrac{U}{I} = \dfrac{12}{4,58} \approx 2,62\, \Omega$ b) Comme la résistance augmente avec la température, à 6 V (moindre tension), le filament est moins chaud → sa résistance est plus faible qu’à chaud. Donc pour la même tension, le courant sera **plus élevé** que si la résistance était constante à 2,62 $\Omega$. Si résistance était constante : $I = 6 / 2,62 \approx 2,29$ A (la moitié de 4,58 A). Mais comme $R_{froid} < R_{chaud}$, le courant réel à 6 V sera **supérieur à 2,29 A** (peut-être ~3 A ou plus). Donc **plus de la moitié** du courant nominal. c) Le filament est métallique : sa résistance augmente avec la température (coefficient de température positif). À froid (~20°C), il est beaucoup moins résistant qu’à chaud (~2500°C). --- ### C. Diode (semi-conducteur) **Définition** : Une diode est un dipôle à deux couches de semi-conducteur (jonction PN) qui laisse passer le courant principalement dans un seul sens (sens conducteur). Dans l’autre sens (sens bloquant), le courant est négligeable jusqu’à une tension de rupture élevée. > **À retenir** : Une diode idéale a une caractéristique nulle en sens bloquant et une chute de tension constante en sens conducteur. Une diode réelle a une tension de seuil (~0,6 V pour le silicium) et une pente faible mais non nulle en sens conducteur. **Propriétés** : - **Sens conducteur** (anode vers cathode, courant positif entrant par l’anode) : - Tension de seuil $U_{seuil}$ : environ 0,6 V pour une diode au silicium, 0,2-0,3 V pour le germanium, 1,8-3,5 V pour une LED selon la couleur. - En dessous de $U_{seuil}$ : courant extrêmement faible (courant de fuite, négligeable en première approximation). - Au-dessus de $U_{seuil}$ : le courant augmente très rapidement avec la tension (caractéristique exponentielle approximative : $I \approx I_s(e^{U/(nU_T)} - 1)$). En première approximation linéaire au-delà du seuil : caractéristique raide, presque verticale. - Résistance apparente faible en conduction (quelques ohms à dizaines d’ohms selon le courant). - **Sens bloquant** (courant négatif ou anode moins positive que la cathode) : - Courant très faible (courant de saturation inverse $I_s$, de l’ordre des nanoampères) jusqu’à la tension de rupture inverse (souvent > 50 V, voire centaines de volts). - Au-delà de la tension de rupture : courant soudain et élevé (risque de destruction si pas limité). - Unidirectionnalité : la diode est un composant polarisé. - Utilisations : redressement, protection contre les inversions de polarité, diodes électroluminescentes (LED). > **À retenir** : En sens conducteur, une diode réelle nécessite une tension minimale $U_{seuil}$ pour laisser passer un courant significatif (ex. : 0,6 V pour une diode au silicium). **Exemple résolu 4 : Analyse de caractéristique de diode** **Énoncé** : On mesure la caractéristique d’une diode au silicium : | $U$ (V) | -5 | -2 | -1 | -0,5 | 0 | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,8 | 1,0 | | $I$ (mA) | -0,001 | -0,001 | -0,001 | -0,001 | 0 | 0,001 | 0,01 | 1 | 10 | 50 | a) Tracer la caractéristique (en mettant $U$ en abscisse, $I$ en ordonnée, comme c’est habituel pour les diodes). b) Quelle est la tension de seuil approximative ? c) Quelle est la résistance apparente en conduction pour $U = 0,8$ V ? d) Que se passe-t-il en sens bloquant ? **Solution** : a) On trace $I = f(U)$. En sens bloquant ($U < 0$) : $I$ reste très proche de 0 (légèrement négatif, courant de fuite). En sens conducteur : à partir de ~0,5-0,6 V, le courant augmente brusquement. b) La tension de seuil est d’environ **0,6 V** (courant passe de négligeable à mesurable). c) Pour $U = 0,8$ V, $I = 10$ mA = 0,01 A → $R_{app} = \dfrac{U}{I} = \dfrac{0,8}{0,01} = 80\, \Omega$ (Remarque : cette valeur dépend du point ; à $U=1,0$ V, $I=50$ mA → $R_{app}=20\ \Omega$ — la résistance apparente diminue avec l’augmentation du courant en conduction). d) En sens bloquant, le courant reste extrêmement faible (de l’ordre du nanoampère) tant que la tension inverse ne dépasse pas la tension de rupture (ici, au moins 5 V, car à -5 V, $I$ est encore -0,001 mA). **Exercice d’application corrigé** : Une LED rouge a une tension de seuil de 1,8 V et une résistance apparente de 20 $\Omega$ en conduction (au-delà du seuil). a) Quelle tension doit-on appliquer pour obtenir un courant de 10 mA ? b) Si on l’alimente avec une pile de 3 V en série avec une résistance de 100 $\Omega$, quel est le courant dans la branche ? c) Quelle est la tension aux bornes de la LED dans ce montage ? **Solution** : a) Au-delà du seuil : $U = U_{seuil} + RI$ → $U = 1,8 + 20 \times 0,01 = 1,8 + 0,2 = 2,0\, \text{V}$ b) La tension disponible pour dépasser le seuil est : $U_{générateur} - U_{seuil} = 3 - 1,8 = 1,2\, \text{V}$ Cette tension se répartit entre la résistance externe et la résistance apparente de la LED : $R_{tot} = 100 + 20 = 120\, \Omega$ $I = \dfrac{1,2}{120} = 0,01\, \text{A} = 10\, \text{mA}$ c) Tension aux bornes de la LED : $U_{LED} = U_{seuil} + R_{LED}I = 1,8 + 20 \times 0,01 = 2,0\, \text{V}$ (On peut aussi vérifier : $U_{générateur} = U_{R} + U_{LED}$ → $U_R = 100 \times 0,01 = 1,0$ V → $U_{LED} = 3 - 1,0 = 2,0$ V) --- ### D. Moteur à courant continu **Définition** : Un moteur à courant continu (MCC) est un récepteur qui convertit l’énergie électrique en énergie mécanique (rotation). Il comporte un inducteur (bobine) soumis à un champ magnétique, et un collecteur qui inverse le courant dans la bobine pour maintenir le couple. > **À retenir** : Un moteur à courant continu absorbe de l’énergie électrique : partie utile convertie en travail mécanique, partie perdue en chaleur (effet Joule dans les bobines) et en frottements. **Propriétés** : - Caractéristique $U = f(I)$ : généralement approximativement linéaire, mais avec une tension arrière (contre-fém) qui dépend de la vitesse de rotation. - Lorsqu’il tourne, le moteur génère une **tension arrière** $E$ (ou contre-fém) proportionnelle à sa vitesse de rotation $\omega$ : $E = k_e \omega$, où $k_e$ est la constante de contre-fém. - En régime permanent, la loi des mailles appliquée au moteur donne : $$ U = E + RI = k_e \omega + RI $$ où $R$ est la résistance du inducteur. - Donc, la caractéristique électrique du moteur (mesurée à ses bornes) n’est pas celle d’une résistance pure : elle dépend de la charge mécanique. - À l’arrêt ($\omega = 0$) : $E = 0$ → caractéristique identique à celle d’une résistance : $U = RI$ (courant d’appel élevé au démarrage). - En charge nulle (vitesse maximale) : le couple utile est nul → le courant ne sert qu’à vaincre les frottements → $I$ petit, $E \approx U$ → vitesse élevée. - Sous charge : pour maintenir la vitesse, le couple doit augmenter → le courant augmente → la tension utile $RI$ augmente → pour une $U$ fixe, la vitesse diminue (car $E = U - RI$ diminue). - Rendement : $\eta = \dfrac{P_{mécanique}}{P_{électrique}} = \dfrac{EI}{UI} = \dfrac{E}{U}$ (puisque $P_{utile} = EI$, puissance développée par la contre-fém). - Pertes : effet Joule ($RI^2$) et pertes mécaniques (frottements, ventilation). **Exemple résolu 5 : Analyse du fonctionnement d’un moteur** **Énoncé** : Un moteur à courant continu a une résistance d’inducteur de 2 $\Omega$ et une constante de contre-fém $k_e = 0,1\, \text{V/(rad/s)}$. Il est alimenté par une tension constante de 12 V. a) Quel est le courant d’appel au démarrage (moteur à l’arrêt) ? b) Si le moteur tourne à une vitesse de 100 rad/s, quelle est la tension arrière ? Quel est alors le courant absorbé ? c) Quelle est la puissance électrique absorbée ? La puissance mécanique utile ? Le rendement ? **Solution** : a) Au démarrage : $\omega = 0 \Rightarrow E = 0$ → $U = RI \Rightarrow I = \dfrac{U}{R} = \dfrac{12}{2} = 6\, \text{A}$ (courant d’appel élevé). b) $E = k_e \omega = 0,1 \times 100 = 10\, \text{V}$ Loi des mailles : $U = E + RI \Rightarrow 12 = 10 + 2I \Rightarrow 2I = 2 \Rightarrow I = 1\, \text{A}$ c) $P_{absorbée} = UI = 12 \times 1 = 12\, \text{W}$ $P_{utile} = EI = 10 \times 1 = 10\, \text{W}$ (puissance développée par la contre-fém) $\eta = \dfrac{P_{utile}}{P_{absorbée}} = \dfrac{10}{12} \approx 0,833 = 83,3\%$ (Les 2 W perdus sont dissipés en effet Joule dans l’inducteur : $RI^2 = 2 \times 1^2 = 2\, \text{W}$) **Exercice d’application corrigé** : Un moteur de voiture de démarrage a une résistance de 0,05 $\Omega$. Lors du démarrage, la batterie fournit 12 V et on mesure un courant de 200 A. a) Quelle est la tension arrière du moteur à cet instant ? b) Si le moteur atteint ensuite une vitesse où la tension arrière est de 10 V, quel courant absorbe-t-il encore sous 12 V ? c) Quelle est la puissance perdue en effet Joule au démarrage ? **Solution** : a) Au démarrage, on suppose que le moteur vient de commencer à tourner ou est encore très lent → on peut négliger $E$ initialement. Mais si on mesure 200 A sous 12 V avec $R=0,05\ \Omega$, alors : $U = E + RI \Rightarrow 12 = E + 0,05 \times 200 = E + 10 \Rightarrow E = 2\, \text{V}$ Donc même au démarrage, il y a déjà une petite tension arrière (moteur déjà en mouvement léger). b) $U = E + RI \Rightarrow 12 = 10 + 0,05I \Rightarrow 0,05I = 2 \Rightarrow I = \dfrac{2}{0,05} = 40\, \text{A}$ c) $P_{Joule} = RI^2 = 0,05 \times (200)^2 = 0,05 \times 40000 = 2000\, \text{W} = 2\, \text{kW}$ --- ## Synthèse du chapitre - Un **récepteur** absorbe de l’énergie électrique : $P = UI > 0$ en convention récepteur. - La **caractéristique** $U = f(I)$ ou $I = f(U)$ décrit expérimentalement le comportement d’un dipôle. - **Résistance ohmique** : caractéristique linéaire passant par l’origine ($U = RI$), résistance constante. - **Lampe à incandescence** : caractéristique courbée concave vers le haut, résistance augmentant avec la température (et le courant). - **Diode** : seuil de tension (~0,6 V pour Si), courant négligeable en dessous, augmentation rapide au-dessus ; sens bloquant : courant très faible jusqu’à rupture. - **Moteur à courant continu** : caractéristique influencée par la tension arrière $E = k_e\omega$ ; $U = E + RI$ ; rendement $\eta = E/U$ ; courant d’appel élevé au démarrage. - La **résistance apparente** $R_{app} = U/I$ varie selon le point de fonctionnement pour les dipôles non ohmique. - Le **rendement** d’un récepteur est toujours < 1 (ou 100 %) : partie de l’énergie absorbée est perdue (chaleur, frottements, etc.). - Pour tracer une caractéristique : voltmètre en dérivation, ampèremètre en série, faire varier le courant (rhéostat) et relever les couples $(U,I)$. --- ## Glossaire - **Récepteur électrique** : Dipôle qui absorbe de l’énergie électrique d’un générateur et la convertit en une autre forme d’énergie (lumière, chaleur, travail, etc.). - **Convention récepteur** : Sens de courant choisi entrant par la borne positive du récepteur ; puissance absorbée $P = UI$. - **Caractéristique d’un dipôle** : Courbe représentant la tension aux bornes en fonction du courant qui le traverse (ou inversement). - **Résistance ohmique** : Dipôle obéissant strictement à la loi d’Ohm : $U = RI$, caractéristique linéaire passant par l’origine. - **Résistance apparente** : Valeur $R_{app} = U/I$ mesurée en un point de fonctionnement d’un dipôle (peut varier avec $U$ et $I$). - **Tension de seuil** : Tension minimale nécessaire pour qu’un dipôle (comme une diode ou une LED) commence à laisser passer un courant significatif. - **Tension arrière (contre-fém)** : Tension générée par un moteur en rotation, proportionnelle à sa vitesse, s’opposant à la tension appliquée. - **Rendement** : Rapport $\eta = P_{utile}/P_{absorbée}$ ; fraction de l’énergie absorbée convertie en forme utile. - **Effet Joule** : Conversion de l’énergie électrique en chaleur dans un conducteur due à la résistance : $P = RI^2$. - **Lampe à incandescence** : Récepteur produisant de la lumière par chauffage d’un filament à haute température ; résistance augmentant avec la température. - **Diode** : Composant semi-conducteur permettant le passage du courant principalement dans un seul sens. - **Moteur à courant continu** : Récepteur convertissant l’énergie électrique en énergie mécanique de rotation ; comportement influencé par la tension arrière. --- *Fin du cours de référence pour le chapitre « Chap 18: Récepteur » — Niveau Première — Physique — Système éducatif camerounais francophone.*