Travaux pratiques physique 3, Exercices de Physique de procédés Technologiques pour Micro et Nano Systèmes
Eleonore_sa
Eleonore_sa30 April 2014

Travaux pratiques physique 3, Exercices de Physique de procédés Technologiques pour Micro et Nano Systèmes

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Travaux pratiques de physisque sur l'étude d’un dipôle rl. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: l’évolution de l’intensité i, l'intensité du courant, la valeur théorique, Influence de différents paramètres.
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Exo1-ETUDE D’UN DIPOLE RL 4pts

R

B Voie 2

uBC

L

A Voie 1

K

UAC

C sens + choisi pour l'intensité du courant

E

+

Amérique du Sud 2005 Sans calculatrice

I. ÉTUDE D’UN DIPÔLE RL (4 points)

On se propose d’étudier l’établissement du

courant dans un dipôle comportant une bobine

et un conducteur ohmique lorsque celui-ci est

soumis à un échelon de tension de valeur E.

Le conducteur ohmique a une résistance R.

La bobine sans noyau de fer doux, a une

inductance L ; sa résistance r est négligeable

devant R.

Les valeurs de E, R, L sont réglables.

On dispose d’un système d’acquisition de

données et d’un logiciel adapté pour le

traitement des données.

On réalise le montage ci-contre :

1. On réalise une première expérience (expérience A) pour laquelle les réglages sont les suivants :

L = 0,10 H ; R = 1,0 k ; E = 6,0 V. À l’instant de date t = 0 s, on ferme l’interrupteur K.

1.1. On veut suivre l’évolution de l’intensité i du courant en fonction du temps. Quelle tension doit-on

enregistrer et quelle opération doit-on demander au logiciel pour réaliser cette observation ? Justifier la

réponse.

1.2. On obtient le graphe suivant (la tangente à la courbe au point origine est tracée) :

1.2.1. Déterminer graphiquement la valeur I de l’intensité du courant en régime permanent en explicitant

la démarche.

1.2.2. Déterminer graphiquement la constante de temps  du dipôle RL étudié en explicitant la démarche.

1.2.3. Cette valeur correspond-elle à celle attendue théoriquement ? Justifier la réponse.

1.3. Étude analytique.

1.3.1. Établir l’équation différentielle vérifiée par l’intensité du courant i(t).

On rappelle que l’équation différentielle cherchée est une relation entre la fonction i(t) et sa dérivée par

rapport au temps di

dt .

1.3.2. En déduire l’expression de l’intensité I du courant en régime permanent. Calculer sa valeur.

graphe 1

(ms) t 0,0 0,5 1,0 1,5

i (mA)

5,0 6,0 7,0 8,0

4,0 3,0 2,0 1,0 0,0

i(t)

2. Influence de différents paramètres.

Afin d’étudier l’influence de différents paramètres, on réalise trois autres expériences en modifiant

chaque fois l’un de ces paramètres. Le tableau suivant récapitule les valeurs données à E, R et L lors des

quatre acquisitions.

Associer chacun des graphes (2), (3), (4) à une expérience en justifiant précisément chaque choix.

E (V) R (k) L (H)

Expérience A 6,0 1,0 0,10

Expérience B12,0 1,0 0,10

Expérience C6,0 0,50 0,10

Expérience D6,0 1,0 0,20

graphe 2

graphe 3

graphe 4

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