Travaux Pratiques - Electrocinétique - 1ère année de CPGE scientifique, voie PCSI, Redressement, filtrage

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2008

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Nathalie Van De Wiele

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01 janvier 2008

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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 TP11 TP N° 11 : REDRESSEM ENT, FILTRAGE I. Objectifs. On montre d’abord comment l’utilisation de diodes permet de redresser une tension alternative, on étudie ensuite le filtrage passe-bas de la tension redressée pour obtenir une tension continue. II. Rappels sur les diodes. Se rapporter au TP 3 « Dipôles électrocinétiques » et au cours X « Exemples de circuits non linéaires » : la caractéristique statique (en régime lentement variable) courant-tension d’une diode de résistance en direct nulle et de résistance en inverse infinie est représentée par la figure 1 où Vsidéale par la figure 2 ( V est la tension de seuil ; celle d’une diode s= 0 ). Figure 1 Figure 2 i i u u 0 Vs 0 III. Redressement simple alternance. 1. Montage, visualisation à l’oscilloscope de la tension redressée. Réaliser le montage suivant avec R = 1 kW (il faut en fait satisfaire Rdirect<< R << Rinverse ce qui est peu contraignant ( voir les mesures effectuées au TP 3 : Rdirect une centaine d’ohms et Rinverse infinie). La fréquence de la tension alternative à redresser est f = 200 Hz , son amplitude (lue à l’oscilloscope) Um= 2 V . CH1 CH2 v e G.B.F. R s Ecrire la loi des mailles ; en déduire la tension de sortie s en fonction de la tension d’entrée e et de la tension de seuil Vs pour la diode passante, puis pour la diode bloquée. Enregistrer l’oscillogramme sous Synchronie (voie annexe TP5), en déduire la valeur de Vs. 2. Mesure des grandeurs caractéristiques associées à la tension redressée. Pour ces mesures on fixe Um (le= 10 V maximum) de façon à minimiser l’importance relative du seuil. Les notations sont les notations usuelles. a) Valeur efficace. · SEtablir l’expression deeff E en fonction deeff pour Vs= 0 . ·Mesurer au voltmètre numérique (appareil de valeur efficace vraie, voir le TP 2) Eeff S puiseff. Conclure. b) Valeur moyenne (composante continue de la décomposition en série de Fourier). ·Etablir l’expression de S en fonction de l’amplitude < s(t) >m pour Vs ; en déduire la valeur du rapport= 0t=<Sst(m)>. · DC , puis sur AC , la comparaison des l’oscilloscope de la façon suivante : visualiser le signal de sortie surMesurer < s(t) > à deux oscillogrammes donne la composante continue < s(t) > ; mesurer Sm, en déduiret et conclure.

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