La clarté des raisonnements et la qualité de la rédaction interviendront pour une part importante dans l’appréciation des copies.
Les candidats répondent directement sur le sujet.
L’usage de la calculatrice avec mode examen actif est autorisé.
L’usage de la calculatrice sans mémoire, « type collège », est autorisé.
Dans la suite du document, ce symbole signifie « Appeler l’examinateur ».
★ = 1 pt ☆ = 0,5 pt
Résistance électrique d’un convecteur
PROBLÉMATIQUE : La résistance de ce radiateur est défectueuse. Elle doit être remplacée. Nous cherchons à déterminer la valeur de celle-ci à partir des informations présentes sur sa plaque signalétique pour commander la bonne référence.
Matériel 
: 1 boitier de 3 résistances, 1 générateur, 2 multimètres, des fils.
Partie 1 : mesure de la valeur d’une résistance
1.) En utilisant le multimètre en mode ohmmètre mesurer et relever, en Ohm Ω, la valeur de la résistance R3 du boîtier (arrondir à l’unité) :
R3 = …………
Dans la suite du document, la résistance R3 symbolisera le radiateur électrique. Nous chercherons à déterminer la puissance du radiateur. Pour cela nous devons tout d’abord mesurer l’intensité qui le traverse et la tension à ses bornes.
Partie 2 : montage avec la résistance R3 symbolisant un radiateur électrique
2.) En utilisant les symboles des appareils ci-dessous, proposer un schéma de montage électrique présentant comment mesurer la tension et l’intensité du radiateur.
Appel 1 : appeler le professeur et présenter oralement votre schéma électrique.
Vous ferez valider votre montage à l’appel 2 avant d’allumer le générateur.
3.) Réaliser le montage proposé au 2.). Le générateur sera réglé sur une tension de 6V en courant continu.
4.) Placer dans votre montage un voltmètre permettant de mesurer la tension aux bornes de la résistance R3.
5.) Placer dans votre montage l’ampèremètre permettant de mesurer l’intensité traversant la résistance R3.
Appel 2 : faire valider votre montage par le professeur.
Relever la tension U1 mesurée (arrondir à 0.01 et préciser l’unité) :
U1 = …………
Relever l’intensité I1 mesurée (arrondir à 0.01 et préciser l’unité) :
I1 = …………
Partie 3 : calcul de la puissance
6.) Rappeler la formule permettant de calculer la puissance à partir de l’intensité et la tension :
P = …………………….
7.) Calculer la puissance consommée par la résistance R3 à partir des valeurs que vous avez mesurées (arrondir à 0.01 et préciser l’unité) :
Pcalculée =………………………….
8.) En utilisant les valeurs mesurées de R3 et U1 calculer U²/R :
U²/R = …………………………
9.) Conclure en cochant la relation correcte :
▢ P = U / R
▢ P = U / R²
▢ P = U² / R
Appel 3 : présenter oralement votre conclusion.
Partie 4 : calcul de la résistance du convecteur
Le radiateur présente la plaque signalétique suivante :
7.) Un radiateur électrique est un dipôle ohmique qui transforme l’énergie électrique en :
▢ énergie cinétique
▢ énergie thermique
▢ énergie mécanique
8.) Relever la puissance P de ce radiateur en précisant l’unité :
P = …………..
9.) Relever la tension U de fonctionnement de ce radiateur en précisant l’unité :
U = …………..
10.) Le symbole ~ indique que le courant est :
▢ alternatif
▢ continu
▢ faible
11.) En utilisant la relation trouvée au 9.) déterminer la relation permettant de calculer la résistance R du radiateur en fonction de la tension U et de la puissance P du radiateur :
▢ R = U / P
▢ R = U² / P
▢ R = U / P²
12.) Calculer la valeur de la résistance du radiateur en précisant l’unité (arrondir le résultat à l’unité) :
R = …………..
Compétences, capacités et connaissances issues du référentiel BAC PRO Premières – Physique Chimie Education Nationale
Capacités
Mesurer la puissance électrique reçue et l’énergie électrique reçue pendant une durée donnée par un appareil utilisé en régime continu.
Calculer la puissance électrique reçue et l’énergie électrique reçue pendant une durée donnée par un appareil utilisé en
régime continu.
Établir expérimentalement la relation entre la puissance électrique reçue, la valeur de la tension et celle de l’intensité en régime continu.
Connaissances
Connaître la relation entre la puissance électrique, la tension et l’intensité en régime continu (P = U.I).
Connaître la relation reliant puissance électrique dissipée par effet Joule, résistance et valeur efficace de l’intensité ou de la tension.
Compétence – C1
S’approprier
Rechercher, extraire et organiser l’information.
Traduire des informations, des codages.
Compétence – C2
Analyser
Raisonner
Émettre des conjectures, formuler des hypothèses.
Proposer, choisir une méthode de résolution ou un protocole expérimental.
Élaborer un algorithme.
Compétence – C3
Réaliser
Mettre en œuvre une méthode de résolution, des algorithmes ou un protocole expérimental en respectant les règles de sécurité.
Utiliser un modèle, représenter, calculer.
Expérimenter, faire une simulation.
Compétence – C4
Valider
Exploiter et interpréter des résultats ou des observations de façon critique et argumentée.
Contrôler la vraisemblance d’une conjecture, de la valeur d’une mesure.
Valider un modèle ou une hypothèse.
Mener un raisonnement logique et établir une conclusion.
Compétence – C5
Communiquer
Rendre compte d’un résultat, à l’oral ou à l’écrit en utilisant des outils et un langage approprié.
Expliquer une démarche.