QCM : Mesure et analyse des circuits électriques — 64 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quel ensemble décrit correctement un circuit électrique ?

Des composants reliés entre eux par des fils électriques
Des générateurs placés près d’un récepteur sans connexion
Des charges isolées réparties dans un matériau conducteur
Des aimants associés à des conducteurs non reliés

Des composants reliés entre eux par des fils électriques

Explication

Un circuit électrique associe plusieurs composants reliés par des fils conducteurs. Des éléments non connectés ne constituent pas un circuit permettant l’interaction entre ses composants.

2. Quelle condition permet à un courant électrique de circuler dans un circuit ?

Le circuit doit contenir un fil et une charge électrique isolée
Le circuit doit être ouvert et comporter plusieurs récepteurs
Le circuit doit être fermé, même sans source d’énergie
Le circuit doit être fermé et comporter au moins un générateur

Le circuit doit être fermé et comporter au moins un générateur

Explication

La circulation du courant exige un trajet fermé et la présence d’au moins un générateur fournissant de l’énergie. Un circuit fermé dépourvu de générateur ne produit donc pas de courant.

3. Dans un circuit, quelle distinction caractérise correctement un générateur et un récepteur ?

Le générateur convertit l’énergie reçue, tandis que le récepteur la fournit au circuit
Le générateur interrompt le courant, tandis que le récepteur crée les charges électriques
Le générateur fournit de l’énergie, tandis que le récepteur la reçoit et la convertit
Le générateur mesure la tension, tandis que le récepteur relie les composants entre eux

Le générateur fournit de l’énergie, tandis que le récepteur la reçoit et la convertit

Explication

Le générateur apporte de l’énergie aux autres composants, alors que le récepteur reçoit cette énergie et la transforme. Le récepteur n’est donc pas l’élément qui alimente le circuit.

4. Quelle propriété distingue la charge électrique de la masse ?

La charge mesure la quantité de matière, tandis que la masse indique la polarité d’un objet
La charge permet des interactions électriques et magnétiques, tandis que la masse intervient dans les interactions gravitationnelles
La charge caractérise l’inertie, tandis que la masse détermine les forces entre charges
La charge décrit les interactions gravitationnelles, tandis que la masse explique les interactions électriques et magnétiques

La charge permet des interactions électriques et magnétiques, tandis que la masse intervient dans les interactions gravitationnelles

Explication

La charge électrique est une propriété qui permet des interactions électriques et magnétiques. La masse est associée aux interactions gravitationnelles, ce qui distingue ces deux propriétés.

5. Quelle affirmation caractérise correctement la charge électrique élémentaire ?

Elle vaut environ 1.6×10−19 C1.6\times10^{-19}\ \mathrm{C} et les charges peuvent être positives ou négatives
Elle vaut environ 1.6×1019 C1.6\times10^{19}\ \mathrm{C} et les charges sont toujours positives
Elle se mesure en volts et possède une valeur identique pour tous les objets
Elle se mesure en ampères et change de signe lorsqu’un courant circule

Elle vaut environ $$1.6\times10^{-19}\ \mathrm{C}$$ et les charges peuvent être positives ou négatives

Explication

La charge électrique se mesure en coulombs, peut être positive ou négative, et la charge élémentaire vaut environ 1.6×10−19 C1.6\times10^{-19}\ \mathrm{C}. Les volts et les ampères mesurent respectivement une tension et une intensité, pas une charge.

6. Que signifie la conservation de la charge électrique lors d’un transfert entre deux corps ?

La charge totale diminue lorsque les ions quittent progressivement un conducteur
La charge change de nature lorsqu’elle passe d’un matériau conducteur à un isolant
La charge totale augmente lorsque des électrons passent d’un corps à un autre
La charge totale reste constante, car elle est transférée sans être créée ni détruite

La charge totale reste constante, car elle est transférée sans être créée ni détruite

Explication

La charge électrique se conserve : un transfert déplace la charge d’un corps vers un autre sans modifier la charge totale. Le passage d’électrons ne crée donc pas de charge supplémentaire.

7. Dans un conducteur, comment définir correctement un courant électrique ?

Comme un déplacement collectif de porteurs de charge, tels que des électrons ou des ions
Comme le déplacement isolé d’une seule particule chargée dans un conducteur
Comme une oscillation du générateur sans déplacement de porteurs dans le milieu
Comme une accumulation immobile de charges à la surface d’un récepteur

Comme un déplacement collectif de porteurs de charge, tels que des électrons ou des ions

Explication

Un courant correspond au déplacement d’ensemble de porteurs de charge dans un milieu conducteur, notamment des électrons ou des ions. Le mouvement d’une seule particule ne suffit pas à définir un courant électrique.

8. Quelle distinction décrit correctement le potentiel électrique et la tension électrique ?

Le potentiel est défini en un point, tandis que la tension est une différence entre deux potentiels
Le potentiel caractérise un composant, tandis que la tension décrit la masse des porteurs
Le potentiel mesure un courant, tandis que la tension mesure une quantité de charge
Le potentiel est une différence entre deux points, tandis que la tension est définie en un point

Le potentiel est défini en un point, tandis que la tension est une différence entre deux potentiels

Explication

Le potentiel électrique est une grandeur définie en chaque point de l’espace, alors que la tension compare les potentiels de deux points. Confondre ces notions revient à traiter une valeur locale comme une différence.

9. En dehors d’un générateur, dans quel sens les charges positives et négatives sont-elles poussées ?

Les charges positives vont des potentiels forts vers les potentiels faibles, et les négatives en sens opposé
Les deux types de charges vont des potentiels faibles vers les potentiels forts
Les charges positives vont des potentiels faibles vers les potentiels forts, et les négatives dans le même sens
Les deux types de charges vont des potentiels forts vers les potentiels faibles

Les charges positives vont des potentiels forts vers les potentiels faibles, et les négatives en sens opposé

Explication

Les charges positives sont poussées vers les potentiels plus faibles, tandis que les charges négatives sont poussées vers les potentiels plus forts. Leur signe opposé explique ces sens de déplacement contraires.

10. Si V(A)=12 VV(A)=12\ \mathrm{V} et V(B)=5 VV(B)=5\ \mathrm{V}, quelle est la tension UABU_{AB} ?

7 V7\ \mathrm{V}
512 V\frac{5}{12}\ \mathrm{V}
17 V17\ \mathrm{V}
−7 V-7\ \mathrm{V}

$$7\ \mathrm{V}$$

Explication

Par définition, UAB=V(A)−V(B)U_{AB}=V(A)-V(B), donc UAB=12−5=7 VU_{AB}=12-5=7\ \mathrm{V}. La soustraction inverse donnerait la tension orientée de B vers A, et non celle demandée.

11. Une tension orientée de A vers B est-elle négative dans quelle situation ?

Lorsque l’intensité du courant est mesurée en ampères entre A et B
Lorsque les deux points ont exactement le même potentiel
Lorsque le potentiel à la pointe B est supérieur à celui situé à la base A
Lorsque le potentiel à la pointe B est inférieur à celui situé à la base A

Lorsque le potentiel à la pointe B est inférieur à celui situé à la base A

Explication

Une tension orientée vaut le potentiel de la pointe moins celui de la base. Elle est donc négative lorsque le potentiel de B est inférieur à celui de A, conformément à l’orientation choisie.

12. Quel élément définit un dipôle électrique ?

Un composant sans borne dont seule la puissance électrique est étudiée
Un assemblage possédant quatre connexions dont la tension est négligée
Un composant possédant trois bornes étudiées par sa puissance et sa charge
Un composant possédant deux bornes étudiées par sa tension et son courant

Un composant possédant deux bornes étudiées par sa tension et son courant

Explication

Un dipôle est caractérisé par deux bornes entre lesquelles on étudie notamment la tension et le courant. Un composant ayant davantage de connexions ne correspond pas à cette définition.

13. Dans quelle convention les flèches de la tension et de l’intensité sont-elles orientées dans le même sens ?

Dans la convention de mesure
Dans la convention récepteur
Dans la convention générateur
Dans la convention différentielle

Dans la convention générateur

Explication

La convention générateur associe des flèches de tension et d’intensité de même sens. En convention récepteur, ces deux flèches sont orientées en sens opposés.

14. Que représente la caractéristique courant-tension d’un dipôle ?

La relation entre son énergie fournie et la durée de fonctionnement
La relation entre le courant qui le traverse et la tension à ses bornes
La relation entre sa puissance consommée et sa résistance interne
La relation entre sa longueur et sa section conductrice

La relation entre le courant qui le traverse et la tension à ses bornes

Explication

La caractéristique courant-tension décrit le lien entre le courant traversant le dipôle et la tension mesurée à ses bornes. Elle ne décrit pas directement ses dimensions ni son énergie au cours du temps.

15. Quelle forme possède la caractéristique statique d’un dipôle linéaire ?

Une courbe passant par un point fixe éloigné de l’origine
Une droite parallèle à l’axe des tensions
Une courbe fermée centrée sur l’origine
Une droite passant par l’origine

Une droite passant par l’origine

Explication

Un dipôle linéaire possède une caractéristique statique représentée par une droite qui passe par l’origine. Une caractéristique ne passant pas par l’origine correspond plutôt au comportement décrit pour un dipôle actif.

16. Quelle relation relie la résistivité ρ\rho et la conductivité γ\gamma d’un matériau ?

ρ=1γ\rho=\frac{1}{\gamma}
ρ=γ2\rho=\gamma^2
ρ=γ2\rho=\frac{\gamma}{2}
ρ=γ\rho=\gamma

$$\rho=\frac{1}{\gamma}$$

Explication

La résistivité et la conductivité sont des grandeurs inverses, selon ρ=1γ\rho=\frac{1}{\gamma}. Une égalité directe entre elles ne respecte pas cette relation d’inversion.

17. Un conducteur cylindrique homogène a une longueur LL, une section SS et une conductivité γ\gamma. Quelle expression donne sa résistance ?

R=SγLR=\frac{S}{\gamma L}
R=LγSR=\frac{L}{\gamma S}
R=γLSR=\frac{\gamma L}{S}
R=γSLR=\frac{\gamma S}{L}

$$R=\frac{L}{\gamma S}$$

Explication

La résistance d’un conducteur cylindrique homogène augmente avec sa longueur et diminue lorsque la conductivité ou la section augmente, ce qui donne R=LγSR=\frac{L}{\gamma S}. Les autres expressions inversent au moins une de ces dépendances.

18. Quelle loi une résistance vérifie-t-elle en convention récepteur ?

I=RUI=RU
R=UIR=UI
U=RIU=RI
U=−RIU=-RI

$$U=RI$$

Explication

En convention récepteur, la loi d’Ohm s’écrit U=RIU=RI. L’expression U=−RIU=-RI correspond à la convention générateur, tandis que les deux autres relations ne donnent pas la loi d’Ohm sous la forme appropriée.

19. Quelle différence caractérise une source de courant idéale par rapport à une source de tension idéale ?

Elle impose U=E0U=E_0, alors que l’autre impose I=I0I=I_0
Elle impose R=0R=0, alors que l’autre impose R=∞R=\infty
Elle impose I=I0I=I_0, alors que l’autre impose U=E0U=E_0
Elle impose P=0P=0, alors que l’autre impose P=UIP=UI

Elle impose $$I=I_0$$, alors que l’autre impose $$U=E_0$$

Explication

Une source de courant idéale maintient un courant constant I=I0I=I_0 quelle que soit sa tension, tandis qu’une source de tension idéale maintient U=E0U=E_0 quel que soit le courant. Les résistances internes idéales ne sont pas les grandeurs imposées par cette distinction.

20. Comment reconnaît-on que deux dipôles sont branchés en parallèle ?

Ils possèdent des résistances internes identiques
Leurs deux bornes sont communes
Ils sont traversés par des courants de valeurs opposées
Ils partagent une borne sans autre connexion

Leurs deux bornes sont communes

Explication

Deux dipôles sont en parallèle lorsque leurs deux bornes sont reliées aux mêmes points du circuit. Le partage d’une seule borne caractérise la disposition en série décrite ici.

21. Dans un montage comportant deux dipôles en parallèle, quelle grandeur est la même pour les deux dipôles ?

La puissance dissipée par chacun des dipôles
La résistance de chacun des dipôles
Le courant qui les traverse
La tension à leurs bornes

La tension à leurs bornes

Explication

Des dipôles en parallèle sont reliés aux mêmes deux points et ont donc la même tension à leurs bornes. Le courant peut en revanche se répartir différemment entre les branches.

22. Comment faut-il brancher un voltmètre pour mesurer la tension aux bornes d’un dipôle ?

En série, avec V avant le dipôle et COM après celui-ci
En parallèle, avec COM au potentiel le plus élevé et V sur l’autre point
En parallèle, avec V au potentiel le plus élevé et COM sur l’autre point
En série, avec les deux bornes reliées au même point du circuit

En parallèle, avec V au potentiel le plus élevé et COM sur l’autre point

Explication

La tension se mesure en branchant le voltmètre en parallèle, avec la borne V du côté du potentiel le plus élevé selon l’orientation choisie. Un branchement en série correspond à l’insertion d’un ampèremètre, non à la mesure de tension.

23. Quelle procédure permet de mesurer le courant traversant un dipôle avec un ampèremètre ?

Isoler le dipôle puis connecter l’ampèremètre à ses bornes comme un ohmmètre
Brancher l’ampèremètre entre deux points de même potentiel du circuit
Ouvrir le circuit et insérer l’ampèremètre en série avec le dipôle
Relier l’ampèremètre en parallèle aux bornes du dipôle sans ouvrir le circuit

Ouvrir le circuit et insérer l’ampèremètre en série avec le dipôle

Explication

Pour mesurer le courant du dipôle, il faut interrompre le circuit et placer l’ampèremètre en série afin que le courant le traverse. Un branchement en parallèle est destiné au voltmètre et pourrait perturber fortement le circuit.

24. Quelle description caractérise correctement un circuit électrique ?

Un composant parcouru par un courant sans liaison avec d’autres éléments
Une jonction entre deux fils conducteurs sans composant électrique
Une portion de câble séparant deux points de potentiel différent
Un ensemble de composants reliés par des câbles conducteurs de très faible résistance

Un ensemble de composants reliés par des câbles conducteurs de très faible résistance

Explication

Un circuit électrique regroupe plusieurs composants connectés par des conducteurs de très faible résistance. Un composant isolé ne forme pas à lui seul un circuit.

25. Dans un schéma électrique, quel point est appelé nœud ?

Une portion de circuit contenant plusieurs dipôles
Un point d’où partent au moins trois fils
Un point situé entre deux composants montés en série
Une extrémité d’un fil reliée à une seule borne

Un point d’où partent au moins trois fils

Explication

Un nœud est défini comme un point du circuit d’où partent au moins trois fils. Une simple jonction entre deux fils ne satisfait pas cette définition.

26. Quelle propriété possède un fil idéal dans un circuit électrique ?

Son potentiel reste constant et sa tension est nulle, même si un courant le traverse
Son potentiel varie fortement et son courant est nul lorsqu’il relie deux dipôles
Son potentiel est nul en tout point et aucun courant ne peut circuler dans le fil
Sa tension est élevée et son potentiel dépend de la résistance des composants voisins

Son potentiel reste constant et sa tension est nulle, même si un courant le traverse

Explication

Dans un fil idéal, le potentiel est constant et la tension entre ses bornes est nulle, sans empêcher la circulation d’un courant. Une tension nulle ne signifie donc pas nécessairement que le courant est nul.

27. Dans quel sens une charge positive est-elle poussée par le champ électrique associé aux potentiels ?

Vers les potentiels faibles
Vers les points où la résistance est maximale
Vers les potentiels forts
Vers les points où le courant est nul

Vers les potentiels faibles

Explication

Une charge positive est poussée vers les potentiels faibles, tandis qu’une charge négative est poussée vers les potentiels forts. Le sens de déplacement dépend donc du signe de la charge.

28. Quelle distinction entre puissance et énergie électriques est correcte ?

La puissance est un débit d’énergie, tandis que l’énergie est une quantité transférée
La puissance est une quantité transférée, tandis que l’énergie est un débit par unité de temps
La puissance caractérise une résistance, tandis que l’énergie caractérise un générateur
La puissance mesure une tension, tandis que l’énergie mesure une intensité électrique

La puissance est un débit d’énergie, tandis que l’énergie est une quantité transférée

Explication

La puissance indique la quantité d’énergie reçue ou cédée par unité de temps, alors que l’énergie désigne la quantité totale transférée. Confondre ces grandeurs revient donc à confondre un débit avec une quantité.

29. Un dipôle est décrit par une tension UU et un courant II ; quelle expression donne sa puissance dans les conventions générateur et récepteur ?

P=UIP=\frac{U}{I}, avec un signe indiquant la valeur de la résistance interne
P=RIP=RI, avec un signe indiquant la polarité choisie aux bornes du dipôle
P=U+IP=U+I, avec un signe indiquant la direction du courant dans le dipôle
P=UIP=UI, avec un signe indiquant si le dipôle cède ou reçoit de l’énergie

$$P=UI$$, avec un signe indiquant si le dipôle cède ou reçoit de l’énergie

Explication

Dans les deux conventions, la puissance s’écrit P=UIP=UI et son signe indique le rôle énergétique réel du dipôle. Le quotient U/IU/I correspond plutôt à une résistance dans le cadre approprié.

30. Pour une résistance de résistance RR parcourue par un courant II, quelle expression représente sa puissance reçue ?

P=RI2P=\frac{R}{I^2}
P=R+I2P=R+I^2
P=I2RP=\frac{I^2}{R}
P=RI2P=RI^2

$$P=RI^2$$

Explication

Pour une résistance en convention récepteur, la puissance reçue vérifie P=RI2P=RI^2, expression équivalente à UIUI et à U2/RU^2/R. Le quotient I2/RI^2/R ne respecte pas cette relation.

31. Un appareil fournit une puissance constante PP pendant une durée ΔT\Delta T ; comment calculer l’énergie transférée ?

ΔE=PΔT\Delta E=\frac{P}{\Delta T}
ΔE=PΔT\Delta E=P\Delta T
ΔE=P+ΔT\Delta E=P+\Delta T
ΔE=P(ΔT)2\Delta E=P(\Delta T)^2

$$\Delta E=P\Delta T$$

Explication

Lorsque la puissance est constante, l’énergie transférée est le produit de cette puissance par la durée, soit ΔE=PΔT\Delta E=P\Delta T. Une puissance variable demanderait au contraire une intégration dans le temps.

32. Sur quelle grandeur porte la loi des mailles de Kirchhoff ?

Sur la différence des résistances des dipôles d’une maille fermée
Sur la somme des courants entrants dans un nœud, qui est nulle
Sur la somme algébrique des tensions d’une maille fermée, qui est nulle
Sur le produit des tensions et des courants dans chaque branche

Sur la somme algébrique des tensions d’une maille fermée, qui est nulle

Explication

La loi des mailles affirme que la somme algébrique des tensions aux bornes des dipôles d’une maille fermée est nulle. La conservation des courants entrants et sortants relève de la loi des nœuds.

33. Que stipule la loi des nœuds de Kirchhoff ?

La somme des tensions d’une maille fermée égale la tension du générateur
La somme des courants entrants égale la somme des courants sortants
La somme des puissances reçues égale la différence des potentiels du circuit
La somme des résistances d’une branche égale le courant qui la traverse

La somme des courants entrants égale la somme des courants sortants

Explication

La loi des nœuds exprime la conservation du courant : les intensités entrantes dans un nœud égalent les intensités sortantes. L’addition algébrique des tensions concerne la loi des mailles.

34. Quelle démarche permet de résoudre un circuit à l’aide des lois de Kirchhoff ?

Orienter les grandeurs, choisir les inconnues, écrire les lois puis résoudre le système obtenu
Mesurer chaque résistance, supprimer les nœuds, puis additionner les courants des branches restantes
Additionner les composants en série, négliger les branches parallèles, puis comparer les potentiels
Calculer les puissances, imposer des tensions nulles, puis choisir une équation au hasard

Orienter les grandeurs, choisir les inconnues, écrire les lois puis résoudre le système obtenu

Explication

La méthode consiste à orienter courants et tensions, choisir les inconnues, appliquer les lois des mailles et des nœuds, puis résoudre le système d’équations. Supprimer des nœuds ou négliger des branches modifierait le circuit étudié.

35. Dans quelle condition deux dipôles peuvent-ils être considérés comme équivalents ?

Lorsqu’ils présentent la même résistance interne à vide
Lorsqu’ils dissipent la même puissance pour une tension donnée
Lorsqu’ils possèdent la même caractéristique courant-tension
Lorsqu’ils ont la même intensité nominale en régime continu

Lorsqu’ils possèdent la même caractéristique courant-tension

Explication

Deux dipôles sont équivalents s’ils ont la même caractéristique courant-tension, ce qui autorise leur remplacement sans modifier le reste du circuit. Une résistance interne ou une puissance identique ne suffit pas à garantir cette équivalence.

36. Trois résistances de valeurs R1R_1, R2R_2 et R3R_3 sont montées en série. Quelle expression donne leur résistance équivalente ?

Req=R1R2R3R1+R2+R3R_{\mathrm{eq}}=\frac{R_1R_2R_3}{R_1+R_2+R_3}
Req=1R1+1R2+1R3R_{\mathrm{eq}}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+\frac{1}{R_3}
Req=R1+R2+R3R1R2R3R_{\mathrm{eq}}=\frac{R_1+R_2+R_3}{R_1R_2R_3}
Req=R1+R2+R3R_{\mathrm{eq}}=R_1+R_2+R_3

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

Explication

En série, les résistances s’additionnent directement pour former la résistance équivalente. L’addition des inverses correspond à l’écriture des conductances dans un montage parallèle, et non à ce montage en série.

37. Deux résistances R1R_1 et R2R_2 sont branchées en parallèle. Quelle relation permet de calculer leur résistance équivalente ?

Req=R1+R2R_{\mathrm{eq}}=R_1+R_2
Req=R1+R2R1R2R_{\mathrm{eq}}=\frac{R_1+R_2}{R_1R_2}
Req=R1−R2R1+R2R_{\mathrm{eq}}=\frac{R_1-R_2}{R_1+R_2}
Req=R1R2R1+R2R_{\mathrm{eq}}=\frac{R_1R_2}{R_1+R_2}

$$R_{\mathrm{eq}}=\frac{R_1R_2}{R_1+R_2}$$

Explication

Pour deux résistances en parallèle, le produit des résistances est divisé par leur somme. L’addition directe des résistances décrit le montage en série, tandis que l’expression inverse donne une grandeur liée à la conductance.

38. Quel critère permet de remplacer un dipôle par un autre sans modifier les tensions et les courants du reste du circuit ?

Les deux dipôles ont des dimensions physiques comparables
Les deux dipôles ont la même caractéristique courant-tension
Les deux dipôles possèdent la même tension nominale
Les deux dipôles ont la même puissance maximale admissible

Les deux dipôles ont la même caractéristique courant-tension

Explication

L’identité de la caractéristique courant-tension garantit que le comportement électrique vu par le reste du circuit reste inchangé. Une puissance admissible ou une tension nominale commune ne décrit pas à elle seule ce comportement complet.

39. Quatre résistances sont montées en série. Quelle règle permet de déterminer leur résistance équivalente ?

Multiplier les quatre résistances puis diviser par leur somme
Calculer la moyenne arithmétique des quatre résistances
Additionner directement les quatre résistances
Additionner les inverses des quatre résistances

Additionner directement les quatre résistances

Explication

Dans une association en série, la résistance équivalente est la somme des résistances individuelles. L’addition des inverses concerne les conductances d’une association parallèle, et non les résistances en série.

40. Pour n résistances montées en parallèle, quelle grandeur s’additionne pour obtenir la grandeur équivalente ?

Les puissances dissipées par chaque résistance
Les tensions aux bornes de chaque résistance
Les résistances de chaque branche
Les conductances de chaque résistance

Les conductances de chaque résistance

Explication

En parallèle, les conductances s’additionnent selon Geq=G1+G2+⋯+GnG_{\mathrm{eq}}=G_1+G_2+\cdots+G_n. Les résistances ne s’additionnent directement que dans une association en série, tandis que les tensions sont identiques entre les branches.

41. Deux résistances parallèles parcourues par un courant total II vérifient quelles expressions pour les courants de branche ?

I1=R1+R2R2II_1=\frac{R_1+R_2}{R_2}I et I2=R1+R2R1II_2=\frac{R_1+R_2}{R_1}I
I1=R1R1+R2II_1=\frac{R_1}{R_1+R_2}I et I2=R2R1+R2II_2=\frac{R_2}{R_1+R_2}I
I1=R1R2R1+R2II_1=\frac{R_1R_2}{R_1+R_2}I et I2=R1R2R1+R2II_2=\frac{R_1R_2}{R_1+R_2}I
I1=R2R1+R2II_1=\frac{R_2}{R_1+R_2}I et I2=R1R1+R2II_2=\frac{R_1}{R_1+R_2}I

$$I_1=\frac{R_2}{R_1+R_2}I$$ et $$I_2=\frac{R_1}{R_1+R_2}I$$

Explication

Le courant de chaque branche est proportionnel à la conductance de cette branche, donc inversement lié à sa résistance. Ainsi, le courant dans la branche de résistance R1R_1 contient le facteur R2/(R1+R2)R_2/(R_1+R_2), et réciproquement pour l’autre branche.

42. Deux résistances R1R_1 et R2R_2 sont montées en série sous une tension totale UU. Quelle expression donne la tension aux bornes de R1R_1 ?

U1=R1+R2R1UU_1=\frac{R_1+R_2}{R_1}U
U1=R1R2R1+R2UU_1=\frac{R_1R_2}{R_1+R_2}U
U1=R1R1+R2UU_1=\frac{R_1}{R_1+R_2}U
U1=R2R1+R2UU_1=\frac{R_2}{R_1+R_2}U

$$U_1=\frac{R_1}{R_1+R_2}U$$

Explication

Dans un diviseur de tension en série, chaque tension est proportionnelle à la résistance correspondante. Le facteur associé à R1R_1 est donc R1/(R1+R2)R_1/(R_1+R_2), et non celui de l’autre résistance.

43. Que décrit le point de fonctionnement d’un circuit en régime continu ?

La géométrie des conducteurs et la disposition des composants
La fréquence du signal et la phase de chaque tension alternative
La puissance maximale et la température de chaque composant
Les intensités des branches et les tensions aux bornes des dipôles

Les intensités des branches et les tensions aux bornes des dipôles

Explication

Le point de fonctionnement rassemble les intensités dans les branches et les tensions aux bornes des dipôles en régime continu. La fréquence, la phase, la température ou la géométrie ne constituent pas sa définition électrique.

44. Quel modèle équivalent représente une portion de circuit à deux bornes contenant des sources et des résistances lorsqu’elle est vue depuis ces bornes ?

Un générateur de courant idéal appelé générateur de Norton
Un générateur de tension réel appelé générateur de Thévenin
Une résistance variable commandée par la tension
Un dipôle capacitif caractérisé par sa charge

Un générateur de tension réel appelé générateur de Thévenin

Explication

Le théorème de Thévenin remplace cette portion de circuit par un générateur de tension réel vu depuis ses deux bornes. Le générateur de Norton constitue une représentation différente, fondée sur un générateur de courant réel.

45. Quelle grandeur permet de déterminer la force électromotrice de Thévenin d’une portion de circuit ?

Le courant mesuré dans les bornes lorsqu’elles sont en court-circuit
La résistance mesurée avec toutes les sources internes maintenues actives
La puissance dissipée par la charge raccordée aux deux bornes
La tension mesurée aux bornes lorsque le circuit est à vide

La tension mesurée aux bornes lorsque le circuit est à vide

Explication

La force électromotrice de Thévenin est égale à la tension à vide, soit Eth=UvideE_{th}=U_{vide}. Le courant de court-circuit caractérise plutôt le courant de Norton.

46. Comment détermine-t-on la résistance de Thévenin d’une portion de circuit ?

On court-circuite les bornes puis on additionne les courants des branches internes
On conserve les sources internes puis on mesure la tension à vide entre les bornes
On éteint les sources internes puis on calcule la résistance vue entre les bornes
On remplace les résistances internes par des condensateurs puis on mesure la charge

On éteint les sources internes puis on calcule la résistance vue entre les bornes

Explication

La résistance de Thévenin se trouve en éteignant les sources internes et en calculant la résistance équivalente vue entre les deux bornes. La tension à vide sert à trouver EthE_{th}, mais ne suffit pas à déterminer cette résistance.

47. Quelle relation relie les paramètres des équivalents de Thévenin et de Norton d’un même dipôle ?

Eth=RN/JNE_{th}=R_N/J_N et Rth=JNR_{th}=J_N
Eth=JN/RNE_{th}=J_N/R_N et Rth=1/RNR_{th}=1/R_N
Eth=JNRNE_{th}=J_NR_N et Rth=RNR_{th}=R_N
Eth=JNRthE_{th}=J_NR_{th} et RN=0R_N=0

$$E_{th}=J_NR_N$$ et $$R_{th}=R_N$$

Explication

Les deux représentations équivalentes vérifient Eth=JNRNE_{th}=J_NR_N et Rth=RNR_{th}=R_N. Elles décrivent donc le même dipôle avec des paramètres de tension et de courant liés par cette relation.

48. Dans un circuit linéaire, comment applique-t-on le principe de superposition au courant d’une branche ?

On additionne les puissances produites par toutes les sources lorsqu’elles agissent simultanément
On conserve toutes les sources actives puis on divise le courant total entre les branches
On calcule le courant dû à la source dominante et on néglige les contributions restantes
On additionne les courants obtenus avec chaque source agissant seule, les autres étant éteintes

On additionne les courants obtenus avec chaque source agissant seule, les autres étant éteintes

Explication

La superposition consiste à faire agir chaque source séparément, les autres étant éteintes, puis à additionner algébriquement les courants obtenus. Cette méthode repose sur la linéarité du circuit et ne consiste pas à additionner directement les puissances.

49. Dans un circuit, quel rôle joue la masse ?

Elle transforme automatiquement chaque source de tension en source de courant
Elle fournit un point de référence de potentiel généralement fixé à 0 V
Elle impose un courant nul dans toutes les branches qui lui sont raccordées
Elle représente la résistance équivalente de toutes les sources du circuit

Elle fournit un point de référence de potentiel généralement fixé à 0 V

Explication

La masse est un point choisi comme référence de potentiel, généralement fixé à 0 V. Elle ne bloque pas les courants et ne représente pas une résistance équivalente du circuit.

50. Selon le théorème de Millman, où apparaissent les courants connus dans l’expression du potentiel d’un nœud ?

Dans les deux termes, après multiplication par la résistance de chaque branche
Dans un terme séparé, sans intervenir dans le calcul du potentiel du nœud
Au dénominateur, tandis que les résistances des branches résistives figurent au numérateur
Au numérateur, tandis que les conductances des branches résistives figurent au dénominateur

Au numérateur, tandis que les conductances des branches résistives figurent au dénominateur

Explication

Dans la formule de Millman, les courants connus s’ajoutent au numérateur, tandis que le dénominateur contient les termes 1/Rk1/R_k des branches résistives. Les résistances correspondantes n’apparaissent donc pas directement au dénominateur sous la forme RkR_k.

51. Quelle distinction caractérise le régime continu par rapport au régime variable ?

Le régime continu impose une tension nulle, tandis que le régime variable impose un courant constant
Le régime continu présente des grandeurs constantes, tandis que le régime variable évolue avec le temps
Le régime continu suit une perturbation, tandis que le régime variable correspond à l’état final durable
Le régime continu concerne les bobines, tandis que le régime variable concerne les condensateurs

Le régime continu présente des grandeurs constantes, tandis que le régime variable évolue avec le temps

Explication

En régime continu, les tensions et les courants sont constants, alors qu’en régime variable ils changent au cours du temps. La distinction dépend donc de l’évolution temporelle des grandeurs électriques, et non du composant utilisé.

52. Après une perturbation d’un circuit, quelle situation correspond au régime transitoire ?

La phase temporaire qui suit la perturbation avant l’établissement d’un nouvel état
L’état de fonctionnement présent avant toute modification des sources du circuit
L’état durable atteint après l’évolution du circuit et indépendant de la perturbation initiale
La situation dans laquelle toutes les tensions et tous les courants restent constants

La phase temporaire qui suit la perturbation avant l’établissement d’un nouvel état

Explication

Le régime transitoire est la phase temporaire qui suit une perturbation. Le régime établi correspond ensuite à l’état atteint à la fin du transitoire, ou à l’état précédant la perturbation.

53. Dans quelle condition l’approximation des régimes quasi stationnaires permet-elle d’utiliser les lois de Kirchhoff ?

Lorsque la résistance totale est égale à la longueur caractéristique divisée par cc
Lorsque le temps caractéristique de variation est grand devant L/cL/c
Lorsque la fréquence du signal est nulle quelle que soit la longueur du circuit
Lorsque le temps caractéristique de variation est petit devant L/cL/c

Lorsque le temps caractéristique de variation est grand devant $$L/c$$

Explication

Les lois de Kirchhoff peuvent être utilisées dans l’approximation quasi stationnaire lorsque le temps caractéristique de variation est grand devant L/cL/c. Cette condition signifie que la propagation électromagnétique est suffisamment rapide devant l’évolution du circuit.

54. Pour un condensateur en convention récepteur, quelle relation relie le courant à la tension ?

i(t)=1Cdu(t)dti(t)=\frac{1}{C}\frac{du(t)}{dt}
i(t)=Cdu(t)dti(t)=C\frac{du(t)}{dt}
i(t)=u(t)Ci(t)=\frac{u(t)}{C}
i(t)=Cd2u(t)dt2i(t)=C\frac{d^2u(t)}{dt^2}

$$i(t)=C\frac{du(t)}{dt}$$

Explication

Pour un condensateur, la charge vérifie q(t)=Cu(t)q(t)=Cu(t) et la dérivation donne i(t)=Cdu(t)dti(t)=C\frac{du(t)}{dt}. La capacité multiplie donc la dérivée temporelle de la tension, plutôt que de la diviser.

55. Quel phénomène décrit l’auto-induction dans une bobine parcourue par un courant variable ?

Les courants induits apparaissent dans les spires de la bobine elle-même
La tension appliquée diminue lorsque le champ magnétique devient constant
Les courants induits apparaissent dans un second circuit voisin
La résistance du fil augmente avec la fréquence du courant

Les courants induits apparaissent dans les spires de la bobine elle-même

Explication

L’auto-induction correspond aux courants induits produits dans la bobine elle-même par la variation de son propre courant. L’induction entre deux circuits distincts relève d’un couplage entre circuits et ne décrit pas l’auto-induction.

56. Quelle grandeur caractérise l’opposition d’une bobine aux variations de l’intensité du courant ?

La capacité, mesurée en farads et dépendant principalement du courant
L’inductance, mesurée en henrys et dépendant notamment de la géométrie
La résistance, mesurée en ohms et dépendant principalement de la tension
La puissance, mesurée en watts et dépendant principalement de la fréquence

L’inductance, mesurée en henrys et dépendant notamment de la géométrie

Explication

L’inductance LL mesure l’opposition d’une bobine aux variations du courant et s’exprime en henrys; elle dépend notamment de sa géométrie et du matériau magnétique. La résistance s’oppose au courant lui-même, ce qui constitue une notion différente.

57. Une bobine vérifie ∣didt∣=4 A s−1\left|\frac{di}{dt}\right|=4\,\mathrm{A\,s^{-1}} et possède une inductance L=0,50 HL=0{,}50\,\mathrm{H}. Quelle est la valeur absolue de sa force contre-électromotrice ?

4,5 V4{,}5\,\mathrm{V}
2,0 V2{,}0\,\mathrm{V}
0,125 V0{,}125\,\mathrm{V}
8,0 V8{,}0\,\mathrm{V}

$$2{,}0\,\mathrm{V}$$

Explication

La relation ∣fceˊm∣=L∣didt∣|f_{\mathrm{cém}}|=L\left|\frac{di}{dt}\right| donne 0,50×4=2,0 V0{,}50\times4=2{,}0\,\mathrm{V}. La valeur 0,125 V0{,}125\,\mathrm{V} résulterait d’une division incorrecte par l’inductance.

58. Quelle relation décrit la caractéristique idéale d’une bobine entre sa tension et le courant qui la traverse ?

u(t)=1Li(t)u(t)=\frac{1}{L}i(t)
i(t)=Cdu(t)dti(t)=C\frac{du(t)}{dt}
u(t)=Ri(t)u(t)=Ri(t)
u(t)=Ldi(t)dtu(t)=L\frac{di(t)}{dt}

$$u(t)=L\frac{di(t)}{dt}$$

Explication

Pour une bobine idéale, la tension est proportionnelle à la dérivée temporelle du courant selon u(t)=Ldi(t)dtu(t)=L\frac{di(t)}{dt}. La relation u=Riu=Ri caractérise une résistance, tandis que les autres expressions ne donnent pas le modèle idéal de la bobine.

59. Quelle expression donne l’énergie électrique stockée par un condensateur de capacité CC soumis à une tension uu ?

E=12Li2E=\frac{1}{2}Li^2
E=12Cu2E=\frac{1}{2}Cu^2
E=u22LE=\frac{u^2}{2L}
E=CuE=Cu

$$E=\frac{1}{2}Cu^2$$

Explication

L’énergie stockée par un condensateur est E=12Cu2E=\frac{1}{2}Cu^2, donc elle dépend du carré de la tension. L’expression en fonction de LL et ii concerne l’énergie magnétique d’une bobine.

60. Une bobine d’inductance L=2,0 HL=2{,}0\,\mathrm{H} est parcourue par un courant de 3,0 A3{,}0\,\mathrm{A}. Quelle énergie magnétique stocke-t-elle ?

6,0 J6{,}0\,\mathrm{J}
3,0 J3{,}0\,\mathrm{J}
1,5 J1{,}5\,\mathrm{J}
9,0 J9{,}0\,\mathrm{J}

$$9{,}0\,\mathrm{J}$$

Explication

L’énergie d’une bobine vaut E=12Li2E=\frac{1}{2}Li^2, soit 12×2,0×3,02=9,0 J\frac{1}{2}\times2{,}0\times3{,}0^2=9{,}0\,\mathrm{J}. L’énergie d’un condensateur s’exprimerait plutôt avec sa capacité et le carré de sa tension.

61. Quelle propriété de continuité distingue un condensateur d’une bobine lors d’un régime transitoire ?

La puissance reste continue sur le condensateur, tandis que la charge reste continue dans la bobine
La résistance reste continue sur le condensateur, tandis que l’inductance reste continue dans la bobine
La tension reste continue sur le condensateur, tandis que le courant reste continu dans la bobine
Le courant reste continu sur le condensateur, tandis que la tension reste continue dans la bobine

La tension reste continue sur le condensateur, tandis que le courant reste continu dans la bobine

Explication

La tension aux bornes d’un condensateur et le courant dans une bobine ne peuvent pas subir de variation instantanée dans ce modèle. La proposition inverse échange précisément les deux propriétés de continuité.

62. Quelle est la constante de temps d’un circuit RC comportant une résistance RR et un condensateur de capacité CC ?

τ=1RC\tau=\frac{1}{RC}
τ=RC\tau=\frac{R}{C}
τ=LR\tau=\frac{L}{R}
τ=RC\tau=RC

$$\tau=RC$$

Explication

Dans un circuit RC, la constante de temps est le produit τ=RC\tau=RC. L’expression L/RL/R correspond à la constante de temps d’un circuit RL.

63. Pendant la charge d’un condensateur dans un circuit RC alimenté par une source EE, quelle évolution décrit correctement la tension et le courant ?

uC(t)=Ee−t/τu_C(t)=Ee^{-t/\tau} diminue tandis que i(t)=ER(1−e−t/τ)i(t)=\frac{E}{R}(1-e^{-t/\tau}) augmente
uC(t)=E(1−e−t/τ)u_C(t)=E(1-e^{-t/\tau}) augmente tandis que i(t)=ERe−t/τi(t)=\frac{E}{R}e^{-t/\tau} diminue
uC(t)=E(1+e−t/τ)u_C(t)=E(1+e^{-t/\tau}) augmente tandis que i(t)=ERe−t/τi(t)=\frac{E}{R}e^{-t/\tau} diminue
uC(t)=E(1−e−t/τ)u_C(t)=E(1-e^{-t/\tau}) augmente tandis que i(t)=ER(1+e−t/τ)i(t)=\frac{E}{R}(1+e^{-t/\tau}) augmente

$$u_C(t)=E(1-e^{-t/\tau})$$ augmente tandis que $$i(t)=\frac{E}{R}e^{-t/\tau}$$ diminue

Explication

Lors de la charge, la tension du condensateur tend vers EE selon E(1−e−t/τ)E(1-e^{-t/\tau}), tandis que le courant décroît selon ERe−t/τ\frac{E}{R}e^{-t/\tau}. La deuxième proposition décrit plutôt une association erronée des lois de charge et de décharge.

64. Un condensateur initialement chargé à la tension U0U_0 se décharge dans un circuit RC. Quelle loi décrit sa tension au cours du temps ?

uC(t)=U0et/τu_C(t)=U_0e^{t/\tau} avec τ=RC\tau=RC
uC(t)=Ee−t/τu_C(t)=Ee^{-t/\tau} avec τ=L/R\tau=L/R
uC(t)=U0e−t/τu_C(t)=U_0e^{-t/\tau} avec τ=RC\tau=RC
uC(t)=U0(1−e−t/τ)u_C(t)=U_0(1-e^{-t/\tau}) avec τ=RC\tau=RC

$$u_C(t)=U_0e^{-t/\tau}$$ avec $$\tau=RC$$

Explication

Lors de la décharge, la tension décroît exponentiellement selon uC(t)=U0e−t/τu_C(t)=U_0e^{-t/\tau} avec τ=RC\tau=RC. La forme 1−e−t/τ1-e^{-t/\tau} correspond à une charge à partir d’une tension initiale nulle.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 79 flashcards sur Mesure et analyse des circuits électriques.

Qu'est-ce qu'un circuit électrique ?

Un ensemble de composants reliés par des fils électriques.

Quelle condition doit remplir un circuit pour que le courant circule ?

Le circuit doit être fermé et comporter au moins un générateur.

Quel rôle joue un générateur dans un circuit électrique ?

Il fournit de l’énergie aux récepteurs par le circuit.

Voir les flashcards →

Approfondir avec la fiche

Consultez la fiche de révision complète sur Mesure et analyse des circuits électriques.

Voir la fiche →

Cours similaires

Conception d’un objet technique

Réactions d’oxydoréduction et piles

Chimie

Nombres et intervalles

Mathématiques

Chemical Kinetics

Chimie

Spécificités de la Terre

La socialisation

Crée tes propres QCM

Importe ton cours et l'IA génère des QCM avec corrections en 30 secondes.

Générateur de QCM