← Retour aux ressources
Spécialité Physique-Chimie · Classe de 1ʳᵉ

Circuits électriques et signaux

Dipôles, lois des circuits, signaux périodiques — programme de Spécialité Physique-Chimie 1re (Ondes et signaux)

À propos de cette page
Cette évaluation sur « Circuits électriques et signaux » en première permet de faire le point sur ses connaissances en spécialité physique-chimie, comme lors d'un véritable contrôle. Elle suit le programme officiel de première et propose plusieurs exercices notés sur 20, avec un corrigé détaillé. Au programme : Dipôles électriques : générateurs et récepteurs, Tension et intensité dans un circuit, Lois des noeuds et des mailles (Kirchhoff), Résistance et loi d'Ohm. Travaille seul, chronomètre-toi, puis compare tes réponses au corrigé pour identifier les points à revoir. Parfait pour mesurer ses progrès et réviser efficacement. Évaluation gratuite conçue par un professeur particulier à Marseille pour aider les élèves de première en spécialité physique-chimie.
Évaluation finale · Niveau difficile · Durée 60 min · Noté sur 20
60:00

Évaluation complète de fin de chapitre, tout en niveau difficile. Travaille seul et sans aide, puis vérifie tes réponses avec le corrigé détaillé dépliable en bas de page.

Exercice 1 — Lois de Kirchhoff dans un circuit mixte

/ 5 pts
  1. Un générateur idéal de tension $E = 15\,\text{V}$ alimente le circuit suivant : une résistance $R_1 = 100\,\Omega$ en série avec l'association en dérivation de $R_2 = 150\,\Omega$ et $R_3 = 300\,\Omega$.
  2. 1. (1 pt) Calcule la résistance équivalente $R_{23}$ de $R_2$ et $R_3$ en dérivation.
  3. 2. (1 pt) Calcule la résistance totale $R_{\text{tot}}$ du circuit.
  4. 3. (1 pt) Déduis l'intensité $I$ fournie par le générateur.
  5. 4. (1 pt) Calcule la tension $U_{23}$ aux bornes de la partie en dérivation.
  6. 5. (1 pt) Calcule les intensités dans chaque branche et vérifie la loi des noeuds.

Exercice 2 — Puissance et bilan énergétique d'un chauffe-eau

/ 4 pts
  1. Un chauffe-eau électrique est alimenté par le secteur ($U_{\text{eff}} = 230\,\text{V}$). Sa résistance chauffante est $R = 26{,}5\,\Omega$.
  2. 1. (1 pt) Calcule l'intensité efficace $I_{\text{eff}}$ qui traverse la résistance.
  3. 2. (1 pt) Calcule la puissance dissipée $P$.
  4. 3. (1 pt) Calcule l'énergie consommée en 45 minutes (en joules).
  5. 4. (1 pt) Convertis cette énergie en kWh.

Exercice 3 — Lecture d'un oscillogramme

/ 5 pts
  1. Un oscilloscope affiche un signal sinusoïdal. La base de temps est $4\,\text{ms/div}$ et la sensibilité verticale est $3\,\text{V/div}$. Le signal occupe 5 divisions horizontales pour un cycle et 2,5 divisions verticales entre le zéro et son maximum.
  2. 1. (1 pt) Détermine la période $T$ du signal.
  3. 2. (1 pt) Calcule la fréquence $f$.
  4. 3. (1 pt) Détermine l'amplitude $U_m$.
  5. 4. (1 pt) Calcule la valeur efficace $U_{\text{eff}}$.
  6. 5. (1 pt) Écris l'équation temporelle $u(t)$ de ce signal.

Exercice 4 — Analyse d'un signal périodique et puissance

/ 3 pts
  1. Un signal électrique a une fréquence $f = 200\,\text{Hz}$ et une valeur efficace $U_{\text{eff}} = 10\,\text{V}$.
  2. 1. (1 pt) Calcule la période $T$ en millisecondes.
  3. 2. (1 pt) Calcule l'amplitude $U_m$ (arrondie au dixième).
  4. 3. (1 pt) Ce signal alimente une résistance $R = 50\,\Omega$. Calcule la puissance dissipée en W.

Exercice 5 — Pont diviseur de tension

/ 3 pts
  1. On souhaite obtenir $U_S = 4\,\text{V}$ à partir d'un générateur $E = 12\,\text{V}$ (résistance interne nulle) en utilisant un pont diviseur : $R_1$ et $R_2$ en série, $U_S$ étant la tension aux bornes de $R_2$.
  2. 1. (1 pt) Exprime $U_S$ en fonction de $E$, $R_1$ et $R_2$.
  3. 2. (1 pt) En choisissant $R_2 = 200\,\Omega$, calcule $R_1$.
  4. 3. (1 pt) Calcule l'intensité dans le circuit et la puissance totale dissipée.
✓Corrigé détaillé

Exercice 1 — Lois de Kirchhoff dans un circuit mixte
Corrigé :
1. $\dfrac{1}{R_{23}} = \dfrac{1}{150} + \dfrac{1}{300} = \dfrac{3}{300}$, donc $R_{23} = 100\,\Omega$.
2. $R_{\text{tot}} = R_1 + R_{23} = 100 + 100 = 200\,\Omega$.
3. $I = \dfrac{E}{R_{\text{tot}}} = \dfrac{15}{200} = 0{,}075\,\text{A} = 75\,\text{mA}$.
4. $U_{23} = R_{23} \times I = 100 \times 0{,}075 = 7{,}5\,\text{V}$. (Vérif : $U_1 = 7{,}5\,\text{V}$ ; $U_1 + U_{23} = 15\,\text{V}$ ✓)
5. $I_2 = \dfrac{7{,}5}{150} = 0{,}05\,\text{A}$ ; $I_3 = \dfrac{7{,}5}{300} = 0{,}025\,\text{A}$. Loi des noeuds : $0{,}05 + 0{,}025 = 0{,}075 = I$ ✓.

Exercice 2 — Puissance et bilan énergétique d'un chauffe-eau
Corrigé :
1. $I_{\text{eff}} = \dfrac{U_{\text{eff}}}{R} = \dfrac{230}{26{,}5} \approx 8{,}68\,\text{A}$.
2. $P = \dfrac{U_{\text{eff}}^2}{R} = \dfrac{230^2}{26{,}5} = \dfrac{52900}{26{,}5} \approx 2000\,\text{W} = 2\,\text{kW}$.
3. $\Delta t = 45 \times 60 = 2700\,\text{s}$ ; $W = 2000 \times 2700 = 5{,}4 \times 10^6\,\text{J}$.
4. $W = \dfrac{5{,}4 \times 10^6}{3{,}6 \times 10^6} = 1{,}5\,\text{kWh}$.

Exercice 3 — Lecture d'un oscillogramme
Corrigé :
1. $T = 5 \times 4\,\text{ms} = 20\,\text{ms} = 0{,}02\,\text{s}$.
2. $f = \dfrac{1}{T} = \dfrac{1}{0{,}02} = 50\,\text{Hz}$.
3. $U_m = 2{,}5 \times 3 = 7{,}5\,\text{V}$.
4. $U_{\text{eff}} = \dfrac{U_m}{\sqrt{2}} = \dfrac{7{,}5}{\sqrt{2}} \approx 5{,}3\,\text{V}$.
5. $u(t) = 7{,}5\,\sin(2\pi \times 50 \times t) = 7{,}5\,\sin(100\pi t)$ (en V, $t$ en secondes).

Exercice 4 — Analyse d'un signal périodique et puissance
Corrigé :
1. $T = \dfrac{1}{f} = \dfrac{1}{200} = 5\,\text{ms}$.
2. $U_m = U_{\text{eff}} \times \sqrt{2} = 10 \times \sqrt{2} \approx 14{,}1\,\text{V}$.
3. $P = \dfrac{U_{\text{eff}}^2}{R} = \dfrac{100}{50} = 2\,\text{W}$. (On utilise la valeur efficace pour calculer la puissance moyenne.)

Exercice 5 — Pont diviseur de tension
Corrigé :
1. $U_S = E \times \dfrac{R_2}{R_1 + R_2}$ (relation du pont diviseur de tension).
2. $\dfrac{R_2}{R_1+R_2} = \dfrac{4}{12} = \dfrac{1}{3}$ ⇒ $R_1 = 2R_2 = 400\,\Omega$.
3. $I = \dfrac{E}{R_1+R_2} = \dfrac{12}{600} = 0{,}02\,\text{A} = 20\,\text{mA}$.
$P = E \times I = 12 \times 0{,}02 = 0{,}24\,\text{W}$.

→Continuer ce chapitre
📖 Cours ✏️ Exercices 🧩 Problèmes ❓ QCM
↔Autres chapitres
← Lumière et couleurs
Bloqué sur ce chapitre ?

Cours particuliers de spécialité physique-chimie à Marseille, en présentiel ou à distance — un prof qui s'adapte à ton rythme et reprend ce qui coince.

Réserver un 1er cours → Voir les tarifs