Science physisques - exercices 10 - correction, Exercices de Physique Avancée
Eleonore_sa
Eleonore_sa28 April 2014

Science physisques - exercices 10 - correction, Exercices de Physique Avancée

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Science physisques - exercices sur la la physique du vide grenier - correction. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Emetteur radiophonique, Récepteur radiophonique.
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Exercice III: La physique du vide grenier ! (4 points)

Bac S 2011 - Centres Étrangers Correction EXERCICE III Spécialité: LA PHYSIQUE DU VIDE GRENIER(4 points)

1. Emetteur radiophonique 1.1. Étude du signal à transmettre 1.1.1. On mesure 2T = 4,4 ms, on en déduit T = 4,4/2 = 2,2 ms = 2,2×10–3 s f = 1/T f = 1/(2,2×10–3) = 4,5×102 Hz(valeur en accord avec celle annoncée ensuite dans le 1.2.)1.1.2. Le signal musical est un son pur car la tension observée est parfaitement sinusoïdale traduisant l’absence d’harmoniques. 1.2. Étude du signal émis 1.2.1. L’enveloppe de uS a la même allure que le signal à transmettre um, ainsi la modulation est satisfaisante. 1.2.2. La tension um a pour amplitude Um = 0,5 V et la tension continue vaut E = 2 V.

Le taux de modulation est défini dans l’énoncé par m = m U

E .

m = 0,5

2 = 0,25 = 0,3

1.2.3. Si E < 0,5 V, soit E < Um alors le phénomène de surmodulation se produirait. L’enveloppe de uS n’aurait plus la même allure que le signal um. (remarque : le dessin n’est pas obligatoire.) 1.3. Etude du spectre du signal émis 1.3.1. F1 = F – f et F2 = F + f 1.3.2. Δf = F2 – F1 Δf = F + f – (F – f) = F + f – F + f

Δf = 2f

Δf = 2×440 = 880 Hz2. Récepteur radiophonique 2.1. Le capteur d'ondes électromagnétiques 2.1.1. Pour une bonne écoute, le capteur doit être accordé sur la fréquence de la porteuse de France Inter : f0 = 164 kHz.

2.1.2. 0 1

2  

f LC

2

0

1

4. ². .  

f LC

C = 2

0

1

4. ². .   L f

C = 3 3 2

1

4 ² 2,0 10 (164 10 )      

= 4,7×10–10 F = 0,47 nF

2.1.3. En tournant le bouton, on fait varier la valeur de C et ainsi on règle la fréquence propre f0 du circuit telle qu’elle soit égale à la fréquence de la porteuse de la station que l’on désire écouter.

2.2. Le démodulateur 2.2.1. [R’.C’] = [R’].[C’]

[R’] ? D’après la loi d’Ohm u = R’.i alors R’ = u

i donc [R’] =

   

U

I

[C’] ? i = dq

dt et q = C’.uC alors i = C

dC'.u

dt avec C’ = cte il vient i = C’. C

du

dt

[I] = [C’].    

U

T donc [C’] =

     

I . T

U

[R’].[C’] =    

U

I .      

I . T

U = [T] Le produit R’C’ est bien homogène à un temps.

2.2.2. Première condition : Tp << 

P

1 R'.C'

f 

P

1 C'

R'.f 

C’ >> 3 3

1

15 10 164 10  

C’ >> 4,07×10–10 F C’ >> 0,41 nF on peut éliminer C’ = 50 pF car il faut C’ >> 410 pF.

Deuxième condition :  < Tm

R’.C’ < 1

f

C’ < 1

R'.f

C’ < 3 3

1

15 10 1,0 10  

C’ < 6,7×10–8F C’ < 67 nF on peut éliminer C’ = 50 µF = 50×103 nF On utilisera le condensateur de capacité C’ = 50 nF.

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