QCM : Électrocinétique en régime continu — 26 questions

Explication

Rutherford identifie le noyau atomique et décrit un atome dont les électrons se déplacent autour d’un noyau positif constitué de protons. Le modèle de la pâte positive correspond à Thomson, tandis que les couches d’énergie fixe relèvent de Bohr.

Explication

Démocrite affirme que la matière est constituée de particules invisibles et indivisibles qu’il nomme atomos. Les autres propositions décrivent des modèles atomiques développés bien plus tard par Thomson, Rutherford ou Bohr.

Explication

La charge élémentaire vaut environ $1{,}602\times 10^{-19}\ \mathrm{C}$ ; le proton en porte une version positive et l’électron une version négative. L’inversion des signes constitue la confusion la plus courante.

Explication

Un conducteur laisse circuler des porteurs de charges lorsqu’une action extérieure les met en mouvement. Un matériau qui s’oppose fortement à cette circulation correspond plutôt à un isolant.

Explication

Dans un conducteur, les bandes de valence et de conduction se chevauchent, ce qui facilite la circulation des électrons. Une séparation importante entre ces bandes limite au contraire la conduction électronique.

Explication

L’intensité correspond au débit de charge, donc $i=\frac{q}{\Delta t}=\frac{6}{2}=3\ \mathrm{A}$. Une tension décrit une différence de potentiel et ne se calcule pas ici à partir de la charge transportée.

Explication

Par définition, $u_{AB}=V_A-V_B$, donc $u_{AB}=12-5=7\ \mathrm{V}$. La valeur $-7\ \mathrm{V}$ correspondrait à la tension orientée de B vers A, c’est-à-dire $u_{BA}$.

Explication

La puissance reçue se calcule par $p=ui$, donc $p=10\times2=20\ \mathrm{W}$. La division de la tension par le courant donnerait une résistance, et non une puissance.

Explication

Un dipôle est un système électrique relié à deux fils conducteurs, auquel sont associés une tension et un courant. Un point relié à trois fils ou plus correspond plutôt à un nœud électrique.

Explication

Un dipôle passif ne laisse pas circuler de courant lorsque sa tension est nulle, alors qu’un dipôle actif peut fournir un courant non nul. L’idée selon laquelle les deux comportements seraient identiques confond leurs propriétés.

Explication

La loi des nœuds impose une somme algébrique nulle des courants, en choisissant notamment les courants entrants positifs et les courants sortants négatifs. Les tensions relèvent de la loi des mailles, et non de cette loi.

Explication

La loi des mailles affirme que la somme algébrique des tensions le long d’une maille est nulle. La somme algébrique des courants concerne la loi des nœuds, ce qui rend cette formulation inadaptée.

Explication

Le régime continu correspond à des tensions et des courants indépendants du temps, donc constants dans le cadre considéré. Des grandeurs qui varient avec le temps relèvent d’un régime variable.

Explication

Un générateur idéal de tension est un dipôle actif dont la tension E ne dépend pas du courant débité. Une diminution de la tension avec le courant caractérise plutôt le modèle d’un générateur réel.

Explication

La loi d’Ohm en convention récepteur donne $u=Ri$, donc $u=10\times2=20\,\mathrm{V}$. La valeur $5\,\mathrm{V}$ correspondrait au quotient $R/i$, qui n’est pas la relation demandée.

Explication

En série, les résistances s’additionnent : $R_{eq}=4+6=10\,\Omega$. La valeur $2{,}4\,\Omega$ provient d’une combinaison de type parallèle et ne correspond pas à l’association en série.

Explication

Pour une association en parallèle, ce sont les inverses des résistances qui s’additionnent selon $1/R_{eq}=\sum 1/R_i$. L’addition directe des résistances correspond à l’association en série.

Explication

La tension aux bornes de $R_2$ vaut $U_2=\frac{R_2}{R_1+R_2}U=\frac{3}{5}\times10=6\,\mathrm{V}$. La valeur $4\,\mathrm{V}$ est la tension associée à $R_1$, et non celle demandée pour $R_2$.

Explication

Le courant dans $R_1$ est $I_1=\frac{R_2}{R_1+R_2}I=\frac{3}{5}\times10=6\,\mathrm{A}$. Le courant dans une branche dépend ici de la résistance de l’autre branche, ce qui exclut l’utilisation directe de $R_1/(R_1+R_2)$.

Explication

La superposition s’applique aux circuits linéaires et consiste à isoler successivement la contribution de chaque générateur indépendant. Un circuit non linéaire ou une addition directe sans mise au repos des autres générateurs ne respecte pas cette méthode.

Explication

Annuler la tension d’un générateur idéal revient à imposer une tension nulle entre ses bornes, ce qui correspond à un court-circuit. Le coupe-circuit est associé à l’annulation d’un générateur de courant.

Explication

Le modèle de Thévenin représente le dipôle par une source de tension $E_{Th}$ associée à une résistance interne $R_{Th}$. La source de courant en parallèle caractérise le modèle de Norton, et non celui de Thévenin.

Explication

Le modèle de Norton est un générateur réel de courant fournissant $I_N$ et contenant une résistance interne $R_N$. Une source de tension en série avec une résistance correspond au modèle de Thévenin.

Explication

L’équivalence impose $E_{Th}=R_NI_N$, donc $E_{Th}=6\times2=12\,\mathrm{V}$. La valeur $3\,\mathrm{V}$ provient d’une division entre les paramètres, qui ne correspond pas à la relation d’équivalence demandée.

Explication

Un fil idéal ne provoque aucune chute de tension : les deux points qu’il relie sont donc électriquement confondus et au même potentiel. Deux points séparés par un dipôle peuvent en revanche présenter une différence de potentiel.

Explication

Le court-circuit est défini par l’existence d’un trajet constitué uniquement de fils entre A et B, sans autre dipôle interposé. Un trajet comportant une résistance ne met pas directement les bornes au même potentiel idéal.