Travaux Pratiques - Electrocinétique - 1ère année de CPGE scientifique, voie PCSI, Dipôle (R,L,C) série en régime sinusoïdal forcé, étude avec Synchronie

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Nathalie Van De Wiele

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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

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Nathalie Van de Wiele - Physique Sup PCSI - Lycée les Eucalyptus - Nice 1 TP8 TP N° 8 : DIPOLE (R,L,C) SERIE EN REGIME SINUSOÏ DAL FORCE, ETUDE AVEC SYNCHRONIE I. Objectif. On désire procéder à l’enregistrement automatique de la courbe donnant l’amplitude de la tension aux bornes du condensateur en fonction de la fréquence pour deux valeurs du facteur de qualité : avec résonance pour Q > 1 ; sans résonance pour Q < 1 . 2 2 II. Etude du montage. CH1 E+ S AO1 R RGBF CH2 L u Ef eGBF S AO2f A1 C uC u R’C’ interface ordinateur C ’ partie A partie B Le montage est représenté ci-dessus. Il comporte quatre parties. ·Partie A :dipôle (R,L,C) en régime sinusoïdal forcé. L’A.O.1 monté en suiveur assure = e uGBF= Umcosw Ut , d’amplitudem constante (se rapporter au TP7 II.1. et au cours IX paragraphe III.2.). ·Partie B :détecteur de crête sans seuil u. Son rôle est de fournir une tensionC’ u égale à la valeur maximale de la tension d’entréeC soit : uC’= Ucm, ainsi uC’ est l’amplitude de la tension aux bornes du condensateur C . (Pour cette partie voir le TP 11 « Redressement et filtrage » : l’A.O.2 monté en suiveur réalise l’effet « sans seuil »).

·L’interfacefournit une rampe de tension qui commande le balayage en fréquence du G.B.F.(wobulation) et permet l’acquisition simultanée de f et de uC’= Ucm A0 et A1 (analogues aux voies d’un oscilloscope). L’interface possède respectivement en voies 8 entrées analogiques A0 , A1 , ...A7 . ·Ordinateur U: le logiciel Synchronie permet le traitement de la courbem en fonction de la fréquence. III. Choix des paramètres. · la résistance r correspondante à l’ohmmètre) et CPartie A. On fixe L = 10 mH (mesurer = 1mF . a) On en déduit la valeur R0 12 Q = = 1: Q ér eR na tlasi d R+CLr ÞR0 r - 1 = -41 ( r= CL2 W) . On fixera d’abord R = 40W< R0 Þ = 140 RQ > puis 1 ;W> R0 Þ < Q .1 2 2 b) La fréquence propre est f0 , en signal sinusoïdal. 1,6 kHz . On utilise le G.B.F. dans la gamme des kHz= 1 = 2pLC · f estPartie B. La condition pour une bonne détection à la fréquencet =R’C’³ = Tf 10oi(vTPr )21 .10 On fixe R’ = 470 kW C’ et = 220 nF , alorst Hz . on peut balayer en fréquences à partir de 100= 0,10 s :

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