Travaux pratiques de sciences physisques 1 - correction, Exercices de Physique appliquée. Université Claude Bernard (Lyon I)
Eleonore_sa
Eleonore_sa28 April 2014

Travaux pratiques de sciences physisques 1 - correction, Exercices de Physique appliquée. Université Claude Bernard (Lyon I)

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Travaux pratiques de sciences physisques sur le voyage d’une note - correction. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Station émettrice, Analyse d’une note, Transmission de la note, Réception du signal.
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Exercice III. Voyage d'une note (4 points)

EXERCICE III. VOYAGE D’UNE NOTE(4 points) Spécialité Nouvelle Calédonie 11/2008 Correction

1. Station émettrice 1.1.1. « L’onde porteuse utilisée en radio est une onde électromagnétique » 1.1.2. « En modulation d’amplitude, l’amplitude du signal modulé est une fonction affine de la tension modulante. »

1.2.  = c

 =

8

3

3,00 10

162 10

 = 1,85103 m = 1,85 km

2. Analyse d’une note 2.1. 3T1 = (0,3074 – 0,3006)

T1 = 0,3074 0,3006

3

 soit f1 =

3

0,3074 0,3006 = 441 Hz

Autre mesure : 3T1 = (0,3090 – 0,3022)

T1 = 0,3090 0,3022

3

 soit f1 =

3

0,3090 0,3022 = 441 Hz

La note dont la fréquence du fondamental est la plus proche est bien le la3 pour laquelle f1 = 440 Hz. 2.2.fn = n.f1 où fn est la fréquence de l’harmonique de rang n, avec n entier f2 = 2.f1

f2 = 2  441 = 882 Hz 2ème pic sur la figure 4 f13 = 13.f1

f13 = 13  441 = 5,73103 Hz 13ème pic (et dernier pic) sur la figure 43. Transmission de la note 3.1. le signal modulé en amplitude peut se mettre sous la forme :

( ) cos( ) cos( ( ) ) cos( ( ) )            1 0 0

2 2 2 2 2

m mAU AUs t A F t F f t F f t U U

en volts

F F – f F + f F = 162 kHz F – f = 162 – 0,440 kHz F + f = 162 + 0,440 KHz

F – f = 161,56 kHz F + f = 162,44 kHz

3T1 = (0,3090 – 0,3022)

3T1 = (0,3074 – 0,3006)

3.2. Toutes les fréquences du spectre de la note jouée par le violon pour lesquelles f > 4,5 kHz ne sont pas transmises par France Inter. Soit fn > 4,5 kHz n.f1 > 4,5 kHz

n >

34,5 10

441

n > 10, donc les harmoniques de fréquence f11 = 11441 = 4,85 kHz ,

f12 = 12441 = 5,29 kHz et f13 = 5,73 kHz ne sont pas transmis.

4. Réception du signal 4.1.1. (1) antenne ; (2) bobine ; (3) condensateur.

4.1.2. T = 2. .LC soit f = 1

2 . .LC

f ² = 1

4 ². .LC

L = 1

².4 ².f C

L =  3 9

1

162 10 ² 4 ² 0,47 10     = 2,110–3 H = 2,1 mH

4.2.1. F + f < 164 kHz f < 164 – F f < 164 – 162 f < 2 kHz n.f1 < 2 kHz

n < 2

0,441

n < 4,5 soit n  4 fréquences présentes dans le spectre de la note restituée par le haut-parleur : f1 = 441 Hz ; f2 = 882 Hz ; f3 = 1,32 kHz ; f4 = 1,76 kHz 4.2.2. Les deux notes possèdent le même fondamental de fréquence f1, donc elles possèdent la même hauteur. Par contre la note restituée par le haut-parleur ne possède pas tous les harmoniques de la note originale émise par le violon. Ainsi les deux notes n’ont pas le même timbre.

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