La propriété essentielle d'une diode est de ne laisser passer le courant électrique que dans un seul sens (le sens passant). Lorsqu'elle émet un rayonnement dans le visible, on l'appelle diode électroluminescente ou DEL.

Sa caractéristique est tracée ci-dessous.

La diode est un dispositif fragile. L'intensité du courant qui la traverse ne doit pas dépasser 20 mA.

Pour cette raison, on ajoute un résistor de protection en série avec la diode.

Les diodes sont très utilisées dans le secteur automobile car leur puissance réduite et leur fort rendement permettent de réduire considérablement la consommation énergétique.

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Doc. 2
Schéma du montage à réaliser

Partie A. Placer une seule diode et son résistor de protection.

Partie B. Ajouter la deuxième partie du circuit (en grisé sur le schéma).

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Doc. 3
La puissance de transfert électrique

C'est le produit de la tension U en volt (V) aux bornes d'un dipôle par l'intensité électrique I en ampère (A) qui le traverse : P = U · I. La puissance P s'exprime en watt (W).

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Doc. 4
Matériel nécessaire

Générateur de tension continue 5 V ;

Deux DEL blanches ;

Deux résistors de résistance 220\:\Omega \: ;

Deux multimètres (voltmètre, ampèremètre, ohmmètre) ;

Fils de connexion.

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Questions

Compétence(s)

RAI/MOD : Utiliser avec rigueur le modèle de l'énergie

1. Doc. 1 À l'aide de la caractéristique de la diode, indiquer la tension aux bornes de la DEL lorsqu'elle est traversée par un courant maximal de 20 mA.

2. À l'aide de la loi des mailles et de la loi d'Ohm, calculer la valeur minimale de la résistance de protection à placer en série avec la DEL pour une tension d'alimentation de 5 V.

3. Câbler le montage avec une seule DEL et sa résistance de protection. Après vérification par le professeur, déterminer la puissance de chaque dipôle dans le circuit.

4. Trouver une relation entre ces puissances, appelée « bilan de puissance ».

5. Câbler le montage complet du 3.

6. Trouver une relation mathématique entre ces différentes puissances. Conclure.

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Synthèse de l'activité

En utilisant les résultats des questions 4. et 6., indiquer comment évolue la puissance du générateur quand on augmente le nombre de dipôles dans le circuit.

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Physique-Chimie 1re Spécialité

Bilan de puissance dans un montage électrique

Par intuition

Doc. 1Caractéristiques et protection d'une diode

Doc. 2Schéma du montage à réaliser

Doc. 3La puissance de transfert électrique

Doc. 4Matériel nécessaire

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Doc. 1
Caractéristiques et protection d'une diode

Doc. 2
Schéma du montage à réaliser

Doc. 3
La puissance de transfert électrique

Doc. 4
Matériel nécessaire