QCM : Circuits électriques et dipôles — 25 questions

Question 1

1. Quelle définition décrit correctement un circuit électrique ?

Un ensemble de dipôles reliés les uns aux autres

Un point commun reliant au moins trois composants

Une boucle fermée formée par plusieurs branches

Une portion de circuit située entre deux nœuds

Explication

Un circuit électrique regroupe des composants ou dipôles connectés entre eux. Un point commun reliant plusieurs composants correspond plutôt à un nœud électrique.

Answer

Un ensemble de dipôles reliés les uns aux autres

Question 2

2. Quelle caractéristique permet de distinguer un dipôle d’un nœud électrique ?

Un dipôle est un fil parfait, tandis qu’un nœud contient une résistance

Un dipôle possède deux bornes, tandis qu’un nœud relie au moins trois composants

Un dipôle forme une boucle, tandis qu’un nœud constitue une portion entre deux branches

Un dipôle relie trois composants, tandis qu’un nœud possède deux bornes

Explication

Un dipôle est un composant doté de deux bornes, comme une résistance ou un générateur. Un nœud est au contraire un point commun connecté à au moins trois composants.

Answer

Un dipôle possède deux bornes, tandis qu’un nœud relie au moins trois composants

Question 3

3. Quelle description correspond à une maille électrique ?

Un ensemble de branches formant une boucle fermée orientée

Un composant électrique possédant deux bornes

Une portion de circuit comprise entre deux nœuds

Un point commun connecté à plusieurs composants

Explication

Une maille est constituée de branches qui forment une boucle fermée et orientée sans repasser par un même nœud. Une portion comprise entre deux nœuds est une branche.

Answer

Un ensemble de branches formant une boucle fermée orientée

Question 4

4. Que représente physiquement le courant électrique dans un conducteur ou une solution ?

Un déplacement collectif de particules chargées électriquement

Une différence de potentiel entre deux points du circuit

Une égalité de potentiel imposée par un fil parfait

Une accumulation d’énergie dans un composant électrique

Explication

Le courant électrique correspond au déplacement d’ensemble de charges, telles que les électrons ou les ions. Une différence de potentiel décrit la tension, et non le courant.

Answer

Un déplacement collectif de particules chargées électriquement

Question 5

5. Un conducteur orienté transporte une charge selon la relation $q(t)=2t^2$ , avec $q$ en coulombs et $t$ en secondes. Quelle est l’intensité algébrique à l’instant $t=3\,\mathrm{s}$ ?

6\,\mathrm{A}

18\,\mathrm{A}

9\,\mathrm{A}

12\,\mathrm{A}

Explication

L’intensité est le débit de charge, donc $i=\frac{dq}{dt}=4t$ . À $t=3\,\mathrm{s}$ , on obtient $i=12\,\mathrm{A}$ ; la charge totale en coulombs ne doit pas être confondue avec cette intensité.

Answer

$$12\,\mathrm{A}$$

Question 6

6. Si les potentiels de deux points valent $V_A=8\,\mathrm{V}$ et $V_B=3\,\mathrm{V}$ , quelle est la tension $u_{AB}$ ?

5\,\mathrm{V}

, avec une flèche orientée vers

B

-5\,\mathrm{V}

, avec une flèche orientée vers

A

11\,\mathrm{V}

, avec une flèche orientée vers

B

5\,\mathrm{V}

, avec une flèche orientée vers

A

Explication

Par définition, $u_{AB}=V_A-V_B=8-3=5\,\mathrm{V}$ , et la flèche de tension pointe vers la première lettre, donc vers $A$ . Une tension négative aurait résulté de l’ordre inverse des points.

Answer

$$5\,\mathrm{V}$$, avec une flèche orientée vers $$A$$

Question 7

7. Dans quelle situation l’approximation des régimes quasi-stationnaires peut-elle être utilisée ?

Lorsque

\tau_{\mathrm{propagation}}\ll T

, les lois usuelles restant applicables

Lorsque

\tau_{\mathrm{propagation}}>T

, les grandeurs devenant constantes

Lorsque

\tau_{\mathrm{propagation}}=0

, les composants ne stockant plus d’énergie

Lorsque

\tau_{\mathrm{propagation}}\approx T

, les lois usuelles devenant inapplicables

Explication

L’approximation est valable lorsque le temps de propagation est très inférieur à la période caractéristique, soit $\tau_{\mathrm{propagation}}\ll T$ . Cette condition permet de conserver l’usage des lois usuelles pour les grandeurs variables.

Answer

Lorsque $$\tau_{\mathrm{propagation}}\ll T$$, les lois usuelles restant applicables

Question 8

8. Un dipôle fonctionne en convention récepteur avec $u_{AB}=6\,\mathrm{V}$ et $i=2\,\mathrm{A}$ . Quelle puissance algébrique reçoit-il ?

-12\,\mathrm{W}

8\,\mathrm{W}

3\,\mathrm{W}

12\,\mathrm{W}

Explication

En convention récepteur, la puissance reçue vérifie $p_{\mathrm{reçue}}=u_{AB}i$ , donc $p_{\mathrm{reçue}}=6\times2=12\,\mathrm{W}$ . Une valeur négative indiquerait que le dipôle fournit de la puissance dans cette convention.

Answer

$$12\,\mathrm{W}$$

Question 9

9. Que signifie une puissance algébrique $p_{\mathrm{reçue}}<0$ pour un dipôle en convention récepteur ?

Le dipôle possède une tension nulle à ses bornes

Le dipôle fournit de la puissance au reste du circuit

Le dipôle reçoit de la puissance du reste du circuit

Le dipôle transforme sa puissance en charge électrique

Explication

En convention récepteur, une puissance négative signifie que le dipôle fournit de l’énergie électrique au circuit plutôt qu’il n’en absorbe. Une puissance positive correspondrait à une puissance reçue.

Answer

Le dipôle fournit de la puissance au reste du circuit

Question 10

10. Quelle grandeur est conservée par la loi des nœuds dans un circuit électrique ?

La quantité de mouvement, ce qui impose une somme algébrique des charges nulle

La charge électrique, ce qui impose une somme algébrique des intensités nulle

L’énergie électrique, ce qui impose une somme algébrique des tensions nulle

La puissance électrique, ce qui impose une somme algébrique des résistances nulle

Explication

La loi des nœuds traduit la conservation de la charge électrique : les intensités orientées arrivant et sortant vérifient une somme algébrique nulle. La somme algébrique des tensions le long d’une maille relève de la loi des mailles, et non de celle des nœuds.

Answer

La charge électrique, ce qui impose une somme algébrique des intensités nulle

Question 11

11. Dans une maille orientée, quelle relation exprime la loi des mailles ?

La somme des résistances de la maille est nulle

La somme algébrique des tensions rencontrées est nulle

Le produit des tensions rencontrées est constant

La somme algébrique des intensités des branches est nulle

Explication

La loi des mailles impose que la somme algébrique des tensions le long d’une maille orientée soit nulle. La somme algébrique des intensités concerne un nœud, tandis que les produits de tensions et les sommes de résistances ne constituent pas cette loi.

Answer

La somme algébrique des tensions rencontrées est nulle

Question 12

12. Comment définit-on la caractéristique courant-tension d’un dipôle ?

Comme le graphe de l’intensité i en fonction de la tension u

Comme le graphe de la charge q en fonction de l’intensité i

Comme le graphe de la puissance p en fonction du temps t

Comme le graphe de la tension u en fonction de la résistance R

Explication

La caractéristique courant-tension représente l’intensité i en fonction de la tension u, soit la relation graphique $i=f(u)$ . Les autres relations décrivent d’autres grandeurs et ne définissent pas cette caractéristique.

Answer

Comme le graphe de l’intensité i en fonction de la tension u

Question 13

13. Un dipôle produit le même fonctionnement après permutation de ses deux bornes : comment le classe-t-on ?

Comme un dipôle linéaire

Comme un dipôle symétrique

Comme un dipôle actif

Comme un dipôle polarisé

Explication

Un dipôle symétrique conserve son fonctionnement lorsque ses bornes sont permutées. Un dipôle polarisé, au contraire, présente un fonctionnement qui dépend du sens de branchement ; les termes actif et linéaire décrivent d’autres propriétés.

Answer

Comme un dipôle symétrique

Question 14

14. Un dipôle possède une tension non nulle lorsqu’il est en circuit ouvert : dans quelle catégorie est-il classé ?

Dans la catégorie des dipôles passifs

Dans la catégorie des dipôles linéaires

Dans la catégorie des dipôles actifs

Dans la catégorie des dipôles symétriques

Explication

Un dipôle actif se caractérise par une tension à vide non nulle. Un dipôle passif a, selon cette classification, une tension en circuit ouvert nulle ; la symétrie et la linéarité correspondent à d’autres critères.

Answer

Dans la catégorie des dipôles actifs

Question 15

15. Quelle propriété caractérise un dipôle linéaire ?

Sa tension à vide est nécessairement non nulle

Ses grandeurs i et u sont liées par une équation linéaire à coefficients constants

Son courant est nul quelle que soit la tension appliquée

Ses bornes peuvent être permutées sans modifier son fonctionnement

Explication

Un dipôle linéaire vérifie une relation linéaire entre l’intensité i et la tension u, éventuellement sous forme différentielle, avec des coefficients constants. La permutation des bornes définit la symétrie, tandis que la tension à vide concerne la distinction entre dipôles passifs et actifs.

Answer

Ses grandeurs i et u sont liées par une équation linéaire à coefficients constants

Question 16

16. Lorsqu’un interrupteur idéal est fermé, quelle condition électrique impose-t-il entre ses bornes ?

Un courant nul, tandis que la tension dépend du circuit

Une tension constante non nulle, indépendante du circuit

Une tension nulle, tandis que le courant dépend du circuit

Un courant constant non nul, fixé par l’interrupteur

Explication

Un interrupteur fermé idéal se comporte comme un fil et impose $u=0$ ; l’intensité est alors déterminée par le reste du circuit. La condition $i=0$ correspond à un interrupteur ouvert.

Answer

Une tension nulle, tandis que le courant dépend du circuit

Question 17

17. Quelle condition impose un interrupteur idéal ouvert ?

Un courant nul, tandis que la tension dépend du circuit

Une puissance nulle, tandis que la résistance devient constante

Une tension égale à celle d’un résistor, tandis que le courant augmente

Une tension nulle, tandis que le courant dépend du circuit

Explication

Un interrupteur ouvert empêche la circulation du courant et impose $i=0$ ; la tension à ses bornes dépend de la configuration du circuit. La condition de tension nulle caractérise plutôt un interrupteur fermé idéal.

Answer

Un courant nul, tandis que la tension dépend du circuit

Question 18

18. Un résistor de résistance R est soumis à une tension u en convention récepteur. Quelle expression donne son intensité ?

i=Ru=\frac{u}{G}

, avec

G=R

i=\frac{R}{u}=\frac{G}{u}

, avec

G=\frac{1}{R}

i=u+R=G-u

, avec

G=R+1

i=\frac{u}{R}=Gu

, avec

G=\frac{1}{R}

Explication

La loi d’Ohm s’écrit $u=Ri$ , donc $i=\frac{u}{R}=Gu$ avec une conductance $G=\frac{1}{R}$ . La résistance relie directement u à i, tandis que la conductance est son inverse.

Answer

$$i=\frac{u}{R}=Gu$$, avec $$G=\frac{1}{R}$$

Question 19

19. Quelle expression décrit la puissance reçue par un résistor de résistance R ?

p=ui=\frac{R}{i^2}=\frac{R^2}{u}

, stockée sous forme magnétique

p=ui=Ri^2=\frac{u^2}{R}

, dissipée par effet Joule

p=u+i=R(i+u)

, convertie en charge électrique

p=\frac{i}{u}=\frac{1}{R}

, fournie au circuit sous forme mécanique

Explication

Dans un résistor, la puissance reçue vérifie $p=ui=Ri^2=\frac{u^2}{R}$ et est dissipée sous forme de chaleur par effet Joule. Le stockage magnétique concerne une bobine, tandis que les autres expressions ne sont pas des formules de puissance résistive.

Answer

$$p=ui=Ri^2=\frac{u^2}{R}$$, dissipée par effet Joule

Question 20

20. Pour trois résistors montés en série, quelle expression donne leur résistance équivalente ?

R_{\mathrm{eq}}=R_1+R_2+R_3

R_{\mathrm{eq}}=\frac{R_1R_2R_3}{R_1+R_2+R_3}

R_{\mathrm{eq}}=\frac{R_1+R_2+R_3}{R_1R_2R_3}

R_{\mathrm{eq}}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+\frac{1}{R_3}

Explication

En série, la résistance équivalente est la somme des résistances individuelles. La somme des inverses correspond à l’association en parallèle, et non à l’association en série.

Answer

$$R_{\mathrm{eq}}=R_1+R_2+R_3$$

Question 21

21. Deux résistors de conductances $G_1$ et $G_2$ sont montés en parallèle ; quelle relation décrit la conductance équivalente ?

G_{\mathrm{eq}}=\frac{1}{G_1}+\frac{1}{G_2}

G_{\mathrm{eq}}=G_1-G_2

G_{\mathrm{eq}}=G_1+G_2

G_{\mathrm{eq}}=\frac{G_1G_2}{G_1+G_2}

Explication

En parallèle, les conductances s’additionnent directement, donc $G_{\mathrm{eq}}=G_1+G_2$ . La relation produit-sur-somme concerne la résistance équivalente de deux résistors parallèles, pas leur conductance.

Answer

$$G_{\mathrm{eq}}=G_1+G_2$$

Question 22

22. Un résistor de résistance $R$ est alimenté par un générateur réel de f.e.m. $e$ et de résistance interne $r$ ; quelles sont les coordonnées du point de fonctionnement ?

i_P=\frac{e}{R-r}

et

u_P=\frac{Re}{R-r}

i_P=\frac{e}{R}

et

u_P=\frac{Re}{r}

i_P=\frac{R+r}{e}

et

u_P=\frac{e}{R+r}

i_P=\frac{e}{R+r}

et

u_P=\frac{Re}{R+r}

Explication

Le point de fonctionnement est l’intersection des caractéristiques et vérifie $i_P=\frac{e}{R+r}$ ainsi que $u_P=\frac{Re}{R+r}$ . La résistance interne s’ajoute à la résistance de charge dans le dénominateur, plutôt que de s’en soustraire.

Answer

$$i_P=\frac{e}{R+r}$$ et $$u_P=\frac{Re}{R+r}$$

Question 23

23. Dans quelle séquence convient-il d’étudier un circuit avec les lois de Kirchhoff ?

Choisir les courants, écrire les lois des nœuds, orienter les mailles, écrire les lois des mailles, puis appliquer les relations constitutives

Appliquer les relations constitutives, choisir les courants, écrire les lois des mailles, puis orienter les nœuds

Orienter les mailles, appliquer les relations constitutives, choisir les courants, puis écrire les lois des nœuds

Écrire les lois des mailles, choisir les courants, appliquer les relations constitutives, puis écrire les lois des nœuds

Explication

La méthode commence par le choix des courants, suivi des lois des nœuds et des mailles, puis des relations constitutives. Un courant obtenu avec une valeur négative indique un sens réel opposé au sens choisi, et non une erreur de méthode.

Answer

Choisir les courants, écrire les lois des nœuds, orienter les mailles, écrire les lois des mailles, puis appliquer les relations constitutives

Question 24

24. Dans un pont diviseur de tension comportant des résistors en série, quelle tension apparaît aux bornes du résistor $k$ ?

u_k=\frac{R_k}{\sum_{j=1}^{n}R_j}u

u_k=\frac{G_k}{\sum_{j=1}^{n}G_j}u

u_k=\frac{\sum_{j=1}^{n}R_j}{R_k}u

u_k=\frac{R_k}{\sum_{j=1}^{n}G_j}u

Explication

Dans une association en série, la tension se répartit proportionnellement aux résistances, d’où $u_k=\frac{R_k}{\sum_{j=1}^{n}R_j}u$ . La conductance intervient dans le diviseur de courant pour des résistors montés en parallèle.

Answer

$$u_k=\frac{R_k}{\sum_{j=1}^{n}R_j}u$$

Question 25

25. Des résistors en parallèle sont traversés par un courant total $i$ ; comment calculer le courant dans le résistor $k$ ?

i_k=\frac{G_k}{\sum_{j=1}^{n}G_j}i

i_k=\frac{R_k}{\sum_{j=1}^{n}R_j}i

i_k=\frac{G_k}{\sum_{j=1}^{n}R_j}i

i_k=\frac{\sum_{j=1}^{n}G_j}{G_k}i

Explication

Dans un montage parallèle, le courant se partage selon les conductances, ce qui donne $i_k=\frac{G_k}{\sum_{j=1}^{n}G_j}i$ . La répartition proportionnelle aux résistances caractérise le diviseur de tension en série, pas le diviseur de courant.

Answer

$$i_k=\frac{G_k}{\sum_{j=1}^{n}G_j}i$$

QCM : Circuits électriques et dipôles — 25 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle définition décrit correctement un circuit électrique ?

2. Quelle caractéristique permet de distinguer un dipôle d’un nœud électrique ?

3. Quelle description correspond à une maille électrique ?

4. Que représente physiquement le courant électrique dans un conducteur ou une solution ?

5. Un conducteur orienté transporte une charge selon la relation $q(t)=2t^2$ , avec $q$ en coulombs et $t$ en secondes. Quelle est l’intensité algébrique à l’instant $t=3\,\mathrm{s}$ ?

6. Si les potentiels de deux points valent $V_A=8\,\mathrm{V}$ et $V_B=3\,\mathrm{V}$ , quelle est la tension $u_{AB}$ ?

7. Dans quelle situation l’approximation des régimes quasi-stationnaires peut-elle être utilisée ?

8. Un dipôle fonctionne en convention récepteur avec $u_{AB}=6\,\mathrm{V}$ et $i=2\,\mathrm{A}$ . Quelle puissance algébrique reçoit-il ?

9. Que signifie une puissance algébrique $p_{\mathrm{reçue}}<0$ pour un dipôle en convention récepteur ?

10. Quelle grandeur est conservée par la loi des nœuds dans un circuit électrique ?

11. Dans une maille orientée, quelle relation exprime la loi des mailles ?

12. Comment définit-on la caractéristique courant-tension d’un dipôle ?

13. Un dipôle produit le même fonctionnement après permutation de ses deux bornes : comment le classe-t-on ?

14. Un dipôle possède une tension non nulle lorsqu’il est en circuit ouvert : dans quelle catégorie est-il classé ?

15. Quelle propriété caractérise un dipôle linéaire ?

16. Lorsqu’un interrupteur idéal est fermé, quelle condition électrique impose-t-il entre ses bornes ?

17. Quelle condition impose un interrupteur idéal ouvert ?

18. Un résistor de résistance R est soumis à une tension u en convention récepteur. Quelle expression donne son intensité ?

19. Quelle expression décrit la puissance reçue par un résistor de résistance R ?

20. Pour trois résistors montés en série, quelle expression donne leur résistance équivalente ?

21. Deux résistors de conductances $G_1$ et $G_2$ sont montés en parallèle ; quelle relation décrit la conductance équivalente ?

22. Un résistor de résistance $R$ est alimenté par un générateur réel de f.e.m. $e$ et de résistance interne $r$ ; quelles sont les coordonnées du point de fonctionnement ?

23. Dans quelle séquence convient-il d’étudier un circuit avec les lois de Kirchhoff ?

24. Dans un pont diviseur de tension comportant des résistors en série, quelle tension apparaît aux bornes du résistor $k$ ?

25. Des résistors en parallèle sont traversés par un courant total $i$ ; comment calculer le courant dans le résistor $k$ ?

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QCM : Circuits électriques et dipôles — 25 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle définition décrit correctement un circuit électrique ?

2. Quelle caractéristique permet de distinguer un dipôle d’un nœud électrique ?

3. Quelle description correspond à une maille électrique ?

4. Que représente physiquement le courant électrique dans un conducteur ou une solution ?

5. Un conducteur orienté transporte une charge selon la relation q(t)=2t2q(t)=2t^2q(t)=2t2, avec qqq en coulombs et ttt en secondes. Quelle est l’intensité algébrique à l’instant t=3 st=3\,\mathrm{s}t=3s ?

6. Si les potentiels de deux points valent VA=8 VV_A=8\,\mathrm{V}VA​=8V et VB=3 VV_B=3\,\mathrm{V}VB​=3V, quelle est la tension uABu_{AB}uAB​ ?

7. Dans quelle situation l’approximation des régimes quasi-stationnaires peut-elle être utilisée ?

8. Un dipôle fonctionne en convention récepteur avec uAB=6 Vu_{AB}=6\,\mathrm{V}uAB​=6V et i=2 Ai=2\,\mathrm{A}i=2A. Quelle puissance algébrique reçoit-il ?

9. Que signifie une puissance algébrique prec\cue<0p_{\mathrm{reçue}}<0prec\c​ue​<0 pour un dipôle en convention récepteur ?

10. Quelle grandeur est conservée par la loi des nœuds dans un circuit électrique ?

11. Dans une maille orientée, quelle relation exprime la loi des mailles ?

12. Comment définit-on la caractéristique courant-tension d’un dipôle ?

13. Un dipôle produit le même fonctionnement après permutation de ses deux bornes : comment le classe-t-on ?

14. Un dipôle possède une tension non nulle lorsqu’il est en circuit ouvert : dans quelle catégorie est-il classé ?

15. Quelle propriété caractérise un dipôle linéaire ?

16. Lorsqu’un interrupteur idéal est fermé, quelle condition électrique impose-t-il entre ses bornes ?

17. Quelle condition impose un interrupteur idéal ouvert ?

18. Un résistor de résistance R est soumis à une tension u en convention récepteur. Quelle expression donne son intensité ?

19. Quelle expression décrit la puissance reçue par un résistor de résistance R ?

20. Pour trois résistors montés en série, quelle expression donne leur résistance équivalente ?

21. Deux résistors de conductances G1G_1G1​ et G2G_2G2​ sont montés en parallèle ; quelle relation décrit la conductance équivalente ?

22. Un résistor de résistance RRR est alimenté par un générateur réel de f.e.m. eee et de résistance interne rrr ; quelles sont les coordonnées du point de fonctionnement ?

23. Dans quelle séquence convient-il d’étudier un circuit avec les lois de Kirchhoff ?

24. Dans un pont diviseur de tension comportant des résistors en série, quelle tension apparaît aux bornes du résistor kkk ?

25. Des résistors en parallèle sont traversés par un courant total iii ; comment calculer le courant dans le résistor kkk ?

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5. Un conducteur orienté transporte une charge selon la relation $q(t)=2t^2$ , avec $q$ en coulombs et $t$ en secondes. Quelle est l’intensité algébrique à l’instant $t=3\,\mathrm{s}$ ?

6. Si les potentiels de deux points valent $V_A=8\,\mathrm{V}$ et $V_B=3\,\mathrm{V}$ , quelle est la tension $u_{AB}$ ?

8. Un dipôle fonctionne en convention récepteur avec $u_{AB}=6\,\mathrm{V}$ et $i=2\,\mathrm{A}$ . Quelle puissance algébrique reçoit-il ?

9. Que signifie une puissance algébrique $p_{\mathrm{reçue}}<0$ pour un dipôle en convention récepteur ?

21. Deux résistors de conductances $G_1$ et $G_2$ sont montés en parallèle ; quelle relation décrit la conductance équivalente ?

22. Un résistor de résistance $R$ est alimenté par un générateur réel de f.e.m. $e$ et de résistance interne $r$ ; quelles sont les coordonnées du point de fonctionnement ?

24. Dans un pont diviseur de tension comportant des résistors en série, quelle tension apparaît aux bornes du résistor $k$ ?

25. Des résistors en parallèle sont traversés par un courant total $i$ ; comment calculer le courant dans le résistor $k$ ?