Travaux Pratiques - Electrocinétique - 1ère année de CPGE scientifique, voie PCSI, Dipôle (R,L,C) série en régime transitoire

Nathalie Van De Wiele

Description

Série de travaux pratiques d'électrocinétique basée sur le programme de physique de 1ère année de CPGE voie PCSI en vigueur de 1995 à 2003 (le découpage correspond à des séances de deux heures chacune). Ce module est composé de 15 TP : (1) Oscilloscope (2) Dipôles électrocinétiques (3) Représentations de Thévenin et Norton (4) Dipôle RC et RL en régime transitoire (5) Dipôle RLC en régime transitoire (6) Dipôle RLC en régime sinusoïdal forcé (7) Dipôle RLC en régime sinusoïdal forcé, étude avec Synchronie (8) Filtre passe-bas passif d'ordre 1 (9) Filtres passifs passe-haut d'ordre 1, passe-bande d'ordre 2 (10) Redressement, filtrage (11) AO en régime linéaire, montage amplificateur non inverseur (12) AO en régime linéaire, montage suiveur (13) AO en régime linéaire, montage sommateur (14) AO en régime linéaire, montages intégrateur et dérivateur (15) Filtre passe-bas actif d'ordre 2

Sujets

• Classe préparatoire aux grandes écoles
• Cours
• Public Readiness and Emergency Preparedness Act
• exercices

Informations

• Publié par: travaux-pratiques-cpge
• Publié le: 01 janvier 2008
• Nombre de lectures: 353
• Licence : En savoir +
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• Langue: Français

Extrait

Nathalie Van de Wiele - Physique Sup PCSI –Lycée les Eucalyptus - Nice 1 TP6 TP N° 6 : DIPOLE (R,L,C) SERIE EN REGIME TRANSITOIRE   I. Schéma du montage.    On s’intéresse aux charges et décharges d’un condensateur dans un circuit (R,L,C) série alimenté par un G.B.F. délivrant un signal rectangulaire de période T GBF  f, de fréquence GBF = 1 / T GBF  = ( 0 ; E ) (réglage , de tension e(t) de l’offset). On visualise simultanément à l’oscilloscope la tension u aux bornes du G.B.F. et la tension u c  aux bornes du condensateur.    CH1      R    L    CH2  C       II. Etude théorique.    On étudie une décharge ( e(t) = 0 )). L’étude d’une charge ( e(t) = E )) s’effectuant de façon analogue. Dans ce paragraphe on notera R la résistance totale (tenant compte du conducteur ohmique et de la bobine).   1. On rappelle que l’équation différentielle d’une décharge s’écrit : d 2 u c /dt 2  +w 0 / Q du c /dt +w 02  u c  0 = la pulsation proprew 0  définis par : et le facteur de qualité Q étantw 0   =  et LC = L Q1 /w 0 / R .   2. On en déduit que :   ·si Q < 0,5 la décharge est non oscillante, apériodique : u c = exp (- 2 w Q 0 t ) (A ch ( w 0 1/ 4Q 2 -1 . t ) + B sh (w 0 1 / 4Q 2 -1 . t )) · la décharge est non oscillante, critique :si Q = 0,5 u c = exp (- 2 w Q 0 t ) (A t + B ) · décharge est oscillante pseudopériodique : la > 0,5si Q = u c  exp (- 2 w Q 0 t ) (A cos (w 0 1-1 / 4Q 2 . t ) + B sin (w 0 1-1 / 4Q 2 . t ))

de pseudopériode T = T 0 / 1-1 / 4Q 2  »T 0  T (avec 0 = 2p/w 0  Q est grand (amortissement faible) .: période propre) si  

3. Dans le cas du régime pseudopériodique montrer que : u c (t + Q T ) / u c (t )»exp (-p)» en déduire que0 ,le facteur de qualité donne l’ordre de grandeur du nombre d’oscillations non négligeables observables lors d’une demi-période T G B F /2 .   4. On rappelle les relations utiles pour le circuit (R,L,C) série : f 0 = 1 / T 0  L  Q = = 1 w 0 = 1 = w  . 1 L 2p RCR LC ;     0 R C Avec les constantes de temps du dipôle (R,C) :t c = R C ; du dipôle (R,L) :t L = L / R ; on pose pour le dipôle (R,L,C) série :t 0 =t L t C = LC 1 / =w 0  ainsi : Q =t L /t 0 =t 0 /t c .   III. Choix des paramètres.    On désire visualiser tout d’abord un régime pseudopériodique de facteur de qualité proche de 6 , la fréquence propre de l’oscillateur étant fixée à 5 kHz et l’inductance de la bobine à 100 mH . La bobine est une bobine torique (boîte bleue), mesurer sa résistance r à l’ohmmètre (celle-ci est relativement élevée ce qui nuira à l’amélioration du facteur de qualité ; on aurait pu prendre une bobine solénoïde, de résistance plus faible, mais on aurait été gêné par le champ renvoyé (voir le cours de magnétostatique)).   Evaluer les valeurs de C et de R tot = R + r ainsi définies. En déduire la valeur de R .