Travaux pratiques - physisque physiques 8, Exercices de Analyse circuit électriques
Eleonore_sa
Eleonore_sa30 April 2014

Travaux pratiques - physisque physiques 8, Exercices de Analyse circuit électriques

PDF (212.0 KB)
3 pages
49Numéro de visites
Description
Travaux pratiques de physisque physiques. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: en régime permanent, en régime transitoire.
20points
Points de téléchargement necessaire pour télécharger
ce document
Télécharger le document
Exercice n°1 : RESISTANCE D’UNE BOBINE REELLE 6pts

Polynésie 2006 EXERCICE I : RÉSISTANCE D’UNE BOBINE RÉELLE ( 6 points )

Dans tout l’exercice, on tiendra compte de la précision des données afin d’exprimer les résultats numériques en accord avec cette précision.

Un étudiant, curieux, veut vérifier la valeur de la résistance r d’une bobine réelle d’inductance 250 mH, modélisée sous forme d’un dipôle (r , L) en série. La tension en fonction du temps dans le cas général d’un courant électrique d'intensité i(t) aux bornes d’une telle bobine est donnée par la relation :

ub = r.i + L. di

dt

Il dispose de tout le matériel souhaitable et procède à plusieurs essais. A – EN REGIME PERMANENT

Pour mesurer la valeur de r, l’étudiant réalise un circuit comportant un générateur de tension continue de valeur E = 6,0 V de résistance interne négligeable, un ampèremètre numérique, un voltmètre numérique, des fils de connexion et la bobine à étudier.

1. Compléter le schéma du circuit en indiquant les positions de l’ampèremètre et du voltmètre (annexe à rendre avec la copie). Faire figurer la tension Ug = E (tension aux bornes du générateur) ainsi que la tension Ub= (tension aux bornes de la bobine). On négligera la tension aux bornes de l’ampèremètre.

2. Les mesures des appareils donnent Ub = 5,95 V et Ib = 410 mA. En déduire la valeur r1 de la résistance de la bobine dans ce cas particulier. Justifiez votre démarche.

B – EN REGIME TRANSITOIRE

L’étudiant modifie le montage précédent auquel il ajoute une résistance R’ = 10,0  en série.

Il remplace les appareils de mesure par un système d’acquisition informatisé qui lui donne les variations de i(t) obtenues à la fermeture de l’interrupteur. La tension du générateur reste fixe et égale à 6,00 V.

1. Quel est alors le phénomène observé dans le circuit ?

2. Sur le schéma du circuit modifié (annexe à rendre avec la copie), indiquer comment brancher le système d’acquisition (voie d’entrée et voie de référence) afin d’obtenir une tension proportionnelle à l’intensité du courant dans le circuit. Justifier votre réponse.

3. Déterminer la valeur de la constante de temps  à partir du document obtenu par le système d’acquisition. Détailler clairement la méthode utilisée sur le graphe donné en annexe à rendre avec la copie.

i r

ub

L

4. 4.1. La valeur de  de ce circuit est égale au rapport L

R où R représente la résistance

électrique totale du circuit. Donner l’expression littérale de  en fonction des paramètres

du circuit et vérifier par une analyse dimensionnelle que  est homogène à un temps.

4.2. La bobine ayant une inductance L = 250 mH, déduire la valeur r2 de sa résistance.

5. On considère que l’intensité i(t) atteint la valeur limite I = 240 mA au bout d’une durée

5 fois supérieure à .

5.1. Quel est alors le régime de fonctionnement de la bobine ?

5.2. Exprimer r, résistance de la bobine en fonction de E, I et R’. Calculer sa valeur r3.

6. Les trois valeurs r obtenues dans les parties A et B sont-elles cohérentes entre elles ? C – EN REGIME OSCILLATOIRE

Cette bobine est branchée aux bornes d’un condensateur de capacité C = 4 F, préalablement chargé par un circuit annexe non représenté, selon le schéma ci-dessous : 1. 1.1. Rappeler l’expression littérale de la période propre T0 d’un oscillateur LC.

1.2. Calculer la valeur de cette période T0.

2. 2.1. On branche un oscilloscope aux bornes du condensateur et on observe sur l’écran

des oscillations pseudo-périodiques de pseudo-période T. Interpréter l’amortissement des oscillations.

2.2. On constate, avec une base de temps de 2 millisecondes par division, que 2 pseudo-périodes occupent entre 6,2 et 6,4 divisions. Donner un encadrement de la pseudo-période T ainsi mesurée.

2.3. Comparer ce résultat à T0.

K

C r,L

ANNEXE à rendre avec la copie

r,L

I

E = 6 Volts

+

B A

D

F Question A. 1.

K

r,L

+

B A

D

F

i(t)

Question B.2. schéma à compléter

E = 6 Volts

R'

Question B.3 : Résultat de l'acquisition donné par le système informatisé : i(t) en mA, t en ms

commentaires (0)
Aucun commentaire n'a été pas fait
Écrire ton premier commentaire
Ceci c'est un aperçu avant impression
Chercher dans l'extrait du document
Docsity n'est pas optimisée pour le navigateur que vous utilisez. Passez à Google Chrome, Firefox, Internet Explorer ou Safari 9+! Téléchargez Google Chrome