Énoncé

Déterminer la valeur qu'il faut donner à la résistance
pour que la puissance dissipée dans la résistance
de
soit égale à
.
La puissance de
dissipée dans
donne la différence de potentiel
à ses bornes. En regroupant
et
, et en utilisant la relation du diviseur de tension, on peut facilement calculer
.
Rappel de cours :
Généralités : Puissance électrique.
Les composants électriques dipolaires : dipôles passifs, dipôles actifs.
Exercice de référence sur les diviseurs de tension et de courant.
La puissance de
dissipée dans
donne la différence de potentiel
à ses bornes, ou bien le courant
qui la traverse. Il faut aussi remplacer les résistances
et
par leur résistance équivalente
. Cela trouvé, il y a plusieurs solutions pour achever l'exercice :
a - Avec les tensions : utiliser le diviseur de tension
dont le rapport est connu (c'est
) et en déduire
.
b - Avec les courants :
donne
et leur somme donne le courant
qui sort du générateur, donc la puissance
fournie par celui-ci. Les puissances
,
et
étant connues, le bilan énergétique donne la puissance
dissipée dans
, dont on tire facilement la valeur de
.
, avec
et
, ce qui donne
. Par ailleurs, la résistance équivalente à
et
est
.
Du rapport
, et avec la valeur de
, on déduit facilement
.
La puissance reçue par une résistance
, soumise à une différence de potentiel
et parcourue par un courant
, est
. Appliquons ces deux dernières relations à la résistance
, en appelant
le courant qui la traverse et
la puissance qu'elle reçoit du circuit :
, ce qui donne
.
ou encore :
, ce qui donne
.
a - Choisissons de terminer l'exercice en utilisant les courants : dans ce cas, puisque
est aussi la différence de potentiel aux bornes de
, le courant
qui la traverse vaut
, et le courant qui sont du générateur est
.
Regroupons les résistances
et
: elles sont en parallèle, donc
.
Le circuit est alors équivalent au générateur de fem
branché sur la résistance
en série avec la résistance équivalente
. La loi d'Ohm s'écrit donc
, dont on tire
.
b - Choisissons de terminer l'exercice en utilisant les tensions : dans ce cas, après avoir regroupé
et
en
, le circuit est ramené à un diviseur de tension
alimenté par le générateur
et fournissant aux bornes de
la tension
.
La relation du diviseur de tension donne
, dans laquelle
,
et
sont connus. On en déduit le rapport du diviseur
, et avec la valeur de
, on déduit facilement
.