Exercices sur les transducteurs

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Niveau: Secondaire, Lycée
Bac Pro indus Exercices sur les transducteurs 1/4 EXERCICES SUR LES TRANSDUCTEURS Exercice 1 1) Calculer la tension aux bornes de la résistance lorsque le phototransistor est éclairé. 2) En déduire l'intensité du courant dans le phototransistor. Exercice 2 On considère pour une thermistance qu'entre 22°C et 28 °C la variation de la résistance R est une fonction affine de la température? . On a relevé 22 3 400 R = ? et 28 2 600 R = ? . 1) Déterminer la résistance pour 26R . 2) On a relevé expérimentalement pour 39 °C? = une résistance de1 600 ? . Le modèle convient- il toujours ? Exercice 3 On réalise le schéma suivant pour étudier une photopile. Pour différentes valeurs du potentiomètre on relève les valeurs de U et I suivantes : I (mA) 0 1,7 2,34 2,5 2,64 2,75 2,77 2,80 2,81 U (V) 9,25 8,7 7,76 7,2 6,23 4,31 3,2 0,5 0,3 1) Représenter la courbe ( )U f I= . 2) Déterminer graphiquement la valeur de la tension pour I = 1,2 mA. 3) Calculer la puissance maximale de la photopile. 4) La lampe qui sert d'éclairage a une puissance de 60 W.

  • tension aux bornes de la photopile

  • fréquence de rotation

  • photopile

  • résistance de protection

  • courbe représentant la résistance électrique

  • diode électroluminescente

  • phototransistor

  • éclairement de la photodiode


Publié le : mardi 19 juin 2012
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http://maths-sciences.frPro indus BacEXERCICES SUR LES TRANSDUCTEURS Exercice 1 6V + – C =1kB E 1) Calculer la tension aux bornes de la résistance lorsque le phototransistor est éclairé. 2) En déduire l’intensité du courant dans le phototransistor.
Exercice 2 On considère pour une thermistance qu’entre 22°C et 28 °C la variation de la résistanceRest une fonction affine de la température. On a relevéR=3 400etR=2 600. 2228 1) Déterminer la résistance pour. 26 2) On a relevé expérimentalement pour39 °Cune résistance de1 600. Le modèle convient-il toujours ? Exercice 3 On réalise le schéma suivant pour étudier une photopile. mA RhV Pour différentes valeurs du potentiomètre on relève les valeurs deUetIsuivantes : I2,75 2,77 2,80 2,811,7 2,34 2,5 2,64(mA) 0 U(V) 9,258,7 7,76 7,2 6,234,31 3,20,5 0,3 1) Représenter la courbeU=f(I). 2) Déterminer graphiquement la valeur de la tension pourI= 1,2 mA. 3) Calculer la puissance maximale de la photopile. 4) La lampe qui sert d’éclairage a une puissance de 60 W. Calculer le rendement global de ce système. Exercices sur les transducteurs1/4
http://maths-sciences.fr BacPro indusExercice 4Lorsqu’elle est éclairée, la photopile se comporte comme un générateur. Sa caractéristique est la suivante : U0,5 0,1  05 1 1) Calculer la f.e.m de la pile et la résistance interne dans le domaine où la caractéristique de la photopile est linéaire. 2) Pouri= 0,5 A : a) Déterminer graphiquement la tension aux bornes de la photopile ; b) vérifier par le calcul la tension trouvée précédemment. Exercice 5 Soit le montage suivant :  –RPR+ 5 V D VS15 V R=5, 6kune résistance de protection.et est L’amplificateur opérationnel fonctionne en régime saturéVS+14 V ou =VSV.= –14 La photorésistance a les caractéristiques suivantes : - résistance inférieure à500lorsqu’elle est éclairée. - résistance supérieure à7 klorsqu’elle est dans l’obscurité. On suppose la diode idéale. 1) Lorsque la photorésistance est dans l’obscurité :2) Lorsque la photorésistance est éclairée : a) expliquer le fonctionnement du montage ;a) expliquer le fonctionnement du montage ; b) déterminerVSdéterminer; b)VS; c) déduire l’état de la diode.c) déduire l’état de la diode.
Exercices sur les transducteurs2/4
http://maths-sciences.fr BacPro indusExercice 6 1) Etude d’une thermistance On a relevé la valeur de la résistance électriqueRthermistance en fonction de sa d’une températureθ. R( )720 480 300 35402300 1550 1060 θ (°C)40 50 60 70 80 90 30 a)Tracer la courbe représentant la résistance électrique R de la thermistance en fonction de sa températureθ. b)Indiquer le type de thermistance utiliséeCTNou CTP. 2) Application On utilise cette thermistance pour réaliser un détecteur d’échauffement permettant de contrôler la température d’un four. On l’insère dans le dispositif électronique suivant. R RP+10V + RxVS5 V x a) Montrer queV=10 . +R x + – b) L’amplificateur opérationnel fonctionne en régime saturé :VS12 V= +siV >V + – VS= –12 VsiV <VRPest une résistance de protection. Calculer la valeur deRxafin que la diode électroluminescente brille lorsque la température du four atteint 60 °C. Exercices sur les transducteurs3/4
http://maths-sciences.frPro indus Bac12 VExercice 7+ – On réalise le circuit électrique suivant : 10 k1) Indiquer si la photodiode est utilisée dans le sens passant ou dans le sens bloquant. 2) L’intensité du courant est proportionnelle à l’éclairement dans les conditions de l’expérience. On a relevéI1,1 mA pour cette expérience; calculer alors la tension aux bornes de la = photodiode. 3) L’éclairement de la photodiode est modifié et la tension devient égale à 6 V. Dire comment a été modifié l’éclairement. Exercice 8 Afin de mesurer la fréquence de rotation d’un moteur, on dispose sur son rotor un disque plein dans lequel on a pratiqué une ouverture. De part et d’autre de ce disque, sur un support fixe, on place une diode électroluminescente, un phototransistor et l’alimentation de ce dispositif comme l’indique la figure ci-dessous. + 12 V R2 R1moteur VSL’ouverture pratiquée dans le disque permet au rayon lumineux, émis par la diode électroluminescente d’atteindre la base du phototransistor. Le phototransistor, supposé parfait, fonctionne en régime de commutation : -lorsqu’il est passantVS= 0 ; -lorsqu’il est bloquéVS= 12 V. 1) Analyser qualitativement le fonctionnement du capteur « de vitesse » ainsi réalisé. 2) A l’aide d’un oscilloscope on a relevé le graphe représentant la tensionVSen fonction du temps. Déterminer dans ce cas la fréquence de rotation du moteur. VS(V) 12 Exercices sur les transducteurs4/4  040 80t(ms)
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