BOOST PHYSIQUE-CHIMIE - SOURCE RÉELLE DE TENSION CONTINUE

I. Rappel : source de tension idéale

La flèche indique le sens de la tension et E caractérise la tension délivrée par la source de tension idéale. La caractéristique de cette source de tension idéale est que la tension est égale à E quelle que soit l’intensité électrique. La tension ne dépend donc pas de l’intensité électrique et délivre toujours la même tension quelle que soit l’intensité électrique.

II. Source réelle de tension continue

Dans une source réelle de tension continue, on met en série une source idéale avec une résistance : l’ensemble constitue la source réelle. On se place en convention générateur puisque l’on a un générateur : ici l’intensité et la tension électrique sont dans le même sens.

On cherche la loi $U = f(I),$ c’est-à-dire que l’on recherche à caractériser la tension $U$ en fonction de l’intensité $I$ cette fois-ci pour une source réelle.

Si l’on applique tout d’abord la loi des mailles, on a $U = E - U_r $car $E$ et $U_r$ sont de sens opposés.

La loi d’Ohm dit que : $U_r = r \times I$

On peut donc écrire que : $U = E – r \times I$ (relation générale pour une source réelle de tension)

On peut tracer un graphique avec cette fonction avec $E$ l’ordonnée à l’origine et $r$ le coefficient directeur. On a une relation affine entre $U$ et $I.$

$E$ : tension à vide (en Volt V), c’est-à-dire la tension quand il n’y a aucune intensité débitée.

$r$ : résistance interne (en Ohm $Ω$)

III. Conséquences pratiques

Comme il y a une résistance à l’intérieur du générateur, celui-ci va s’échauffer par effet Joule.

Il va y avoir une chute de tension quand la source va débiter du courant.

Exemple 

Un pile qui délivre une tension à vide $E = 1,5 V$ et qui a une résistance interne $r = 2Ω.$

On l’utilise avec un courant de sortie $I = 100 mA = 0,1 A.$

Donc $U = 1,5 – 2 \times 0,1 = 1,3 V$