QCM : Bases de l’électrocinétique (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Dans un solide métallique, quelles particules peuvent se déplacer dans tout le solide et assurer la conduction ?

Les ions métalliques, qui forment le réseau du solide
Les protons des noyaux, libérés par les interactions électriques
Les atomes métalliques, qui se déplacent ensemble à travers le solide
Les électrons libres, aussi appelés électrons de conduction

Les électrons libres, aussi appelés électrons de conduction

Explication

Dans un métal solide, les électrons libres peuvent se déplacer dans tout le solide et sont appelés électrons de conduction. Les ions métalliques constituent le réseau plutôt que les porteurs mobiles de conduction.

2. Quelle description de la charge électrique est correcte ?

C’est une grandeur vectorielle exprimée en coulombs et quantifiée en multiples de la charge élémentaire
C’est un déplacement ordonné de porteurs, exprimé en coulombs et quantifié en multiples de la charge élémentaire
C’est une grandeur scalaire exprimée en ampères et quantifiée en multiples de la charge élémentaire
C’est une grandeur scalaire exprimée en coulombs et quantifiée en multiples de la charge élémentaire

C’est une grandeur scalaire exprimée en coulombs et quantifiée en multiples de la charge élémentaire

Explication

La charge est une grandeur scalaire, exprimée en coulombs et quantifiée comme un multiple de la charge élémentaire. Le déplacement ordonné de charges décrit le courant électrique, et non la charge elle-même.

3. Quel domaine étudie les circuits en régime stationnaire ainsi que dans l’approximation des régimes quasi stationnaires ?

L’électronique, qui étudie les circuits lorsque leurs grandeurs varient rapidement avec le temps
L’électrostatique, qui traite les circuits dont les grandeurs varient lentement avec le temps
L’électromagnétisme, qui se limite aux circuits dont les grandeurs sont indépendantes du temps
L’électrocinétique, qui traite les circuits indépendants du temps ou lentement variables

L’électrocinétique, qui traite les circuits indépendants du temps ou lentement variables

Explication

L’électrocinétique étudie les circuits en régime stationnaire et dans l’approximation des régimes quasi stationnaires, lentement variables. L’électrostatique ne désigne pas l’étude des circuits lentement variables.

4. Dans un circuit, qu’est-ce qui définit un nœud ?

Un point reliant exactement deux dipôles, même si d’autres points sont réunis par un fil
Un composant doté de deux bornes, indépendamment de ses connexions au reste du circuit
Un point reliant entre eux au moins trois dipôles, les points réunis par un simple fil formant le même nœud éclaté
Un ensemble de dipôles parcouru par un courant identique dans toutes ses branches

Un point reliant entre eux au moins trois dipôles, les points réunis par un simple fil formant le même nœud éclaté

Explication

Un nœud relie au moins trois dipôles, et les points connectés par un simple fil appartiennent au même nœud éclaté. Un composant à deux bornes est un dipôle, ce qui ne définit pas un nœud.

5. Que représente l’intensité moyenne du courant électrique dans un conducteur ?

La tension aux bornes du conducteur, divisée par la résistance de celui-ci
La charge totale présente dans le conducteur, divisée par sa longueur
La puissance dissipée par le conducteur, multipliée par la durée considérée
La charge traversant une section pendant une durée donnée, divisée par cette durée

La charge traversant une section pendant une durée donnée, divisée par cette durée

Explication

L’intensité moyenne mesure la charge qui traverse une section par unité de temps, selon I=QΔtI = \frac{Q}{\Delta t}. La tension divisée par la résistance donne également une intensité dans le cas d’un conducteur ohmique, mais ce n’est pas la définition générale de l’intensité.

6. Dans une maille orientée, quel signe attribue-t-on à une tension dont la flèche est opposée au sens de parcours ?

Un signe nul, car les tensions opposées se compensent localement
Un signe positif, car toute tension appartient à la maille
Un signe négatif uniquement si le dipôle est un générateur
Un signe négatif, car sa flèche s’oppose au parcours choisi

Un signe négatif, car sa flèche s’oppose au parcours choisi

Explication

La loi des mailles compte positivement les tensions dont la flèche suit le sens de parcours et négativement celles dont la flèche lui est opposée. Le caractère générateur ou récepteur du dipôle ne détermine pas ce signe : c’est l’orientation relative des flèches qui compte.

7. À quoi sert la convention récepteur pour déterminer le fonctionnement énergétique d’un dipôle inconnu ?

À fixer le sens du courant comme identique à celui de la tension aux bornes du dipôle.
À identifier le dipôle comme récepteur si UI>0UI>0 et comme générateur si UI<0UI<0.
À imposer que la puissance algébrique du dipôle soit positive, quel que soit son fonctionnement.
À calculer la puissance fournie en utilisant le produit opposé à celui de la tension et du courant.

À identifier le dipôle comme récepteur si $$UI>0$$ et comme générateur si $$UI<0$$.

Explication

En convention récepteur, le produit UIUI donne la puissance reçue algébriquement : son signe permet donc de distinguer le fonctionnement en récepteur de celui en générateur. La convention ne rend pas les flèches de tension et de courant identiques, car elles sont opposées dans cette convention.

8. Sur la caractéristique d’un dipôle, quel critère permet de le qualifier de linéaire ?

Sa caractéristique est symétrique par rapport à l’origine.
Sa caractéristique indique un point de fonctionnement.
Sa caractéristique est une droite.
Sa caractéristique passe par l’origine.

Sa caractéristique est une droite.

Explication

Un dipôle linéaire possède une caractéristique qui forme une droite. Le passage par l’origine caractérise plutôt un dipôle passif, mais ne suffit pas à établir la linéarité.

9. En quoi la caractéristique d’une résistance se distingue-t-elle de celle d’un dipôle actif ?

Celle d’une résistance passe par l’origine, tandis que celle d’un dipôle actif ne passe pas par l’origine.
Celle d’une résistance représente le courant en fonction de la température, tandis que celle d’un dipôle actif relie tension et courant.
Celle d’une résistance est une courbe non linéaire, tandis que celle d’un dipôle actif est une droite.
Celle d’une résistance est polarisée, tandis que celle d’un dipôle actif est symétrique par rapport à l’origine.

Celle d’une résistance passe par l’origine, tandis que celle d’un dipôle actif ne passe pas par l’origine.

Explication

Une résistance est un dipôle passif dont la caractéristique passe par l’origine, alors que celle d’un dipôle actif ne passe pas par l’origine. La linéarité ne distingue pas ces catégories : elle indique si la caractéristique est une droite.

10. Que se passe-t-il pour la puissance électrique reçue par une résistance lorsqu’elle fonctionne en régime continu ?

Elle est convertie en puissance thermique par effet Joule.
Elle est renvoyée au générateur sans transformation.
Elle est convertie en puissance mécanique dans le circuit.
Elle est stockée sous forme d’énergie électrostatique.

Elle est convertie en puissance thermique par effet Joule.

Explication

Dans une résistance, la puissance électrique reçue est entièrement convertie en chaleur par effet Joule. Le stockage d’énergie électrostatique caractérise un condensateur, et non une résistance.

11. Pour remplacer deux résistances en parallèle par une résistance équivalente dans un circuit, quelle relation permet de calculer sa valeur ?

Faire la moyenne des valeurs des deux résistances.
Additionner directement les valeurs des deux résistances.
Additionner les inverses des résistances, puis prendre l’inverse de la somme.
Multiplier les résistances, puis diviser le produit par leur différence.

Additionner les inverses des résistances, puis prendre l’inverse de la somme.

Explication

En parallèle, les conductances s’additionnent, donc l’inverse de la résistance équivalente est la somme des inverses des résistances. L’addition directe des résistances correspond à leur association en série.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 10 flashcards sur Bases de l’électrocinétique.

Qu’étudie l’électrocinétique en régime stationnaire ?

Les circuits électriques indépendants du temps et les régimes quasi stationnaires lentement variables.

Combien de bornes comporte un dipôle électrique ?

Deux bornes.

En quelle unité s’exprime la charge électrique ?

En coulombs (C).

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