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

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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 TP2 TP N° 2 : OSCILLOSCOPE I. Description. Ses fonctions sont multiples : observation, mesure et comparaison de tensions, mesures de déphasage, de fréquences, de temps ... Le branchement de l’oscilloscope pour mesurer une tension peut perturber le circuit de la même façon qu’un voltmètre : son impédance d’entrée est grande (environ 1 MW). Sa bande passante, que nous pouvons provisoirement définir comme étant la bande de fréquences f pour laquelle il donne une réponse fiable, est large : fÎ[ 0 ; 20 MHz ] . L’appareil comprend un tube cathodique et des dispositifs d’amplification, de balayage et de synchronisation. 1. Le tube cathodi ue.

a) Le canon à électrons est constitué par différentes électrodes : · des électrons ; F émet chauffage indirect par un filament C àla cathode · par rapport à la cathode, permet de faire varier le débit des électrons ; glable , porté à un potentiel négatif ré Wle wehnelt · Ales anodes1 A et2 permettent d’accélérer les électrons et de régler la concentration du faisceau. b) Le système de déviation comprend : ·les plaques verticales ou plaques de déviation horizontale ou plaques X ; ·les plaques horizontales ou plaques de déviation verticale ou plaques Y . c) L’enceinte de verre. Les différents éléments décrits précédemment sont placés dans une enceinte de verre dans laquelle règne un vid e de l’ordre de 10-6mm de mercure. L’extrémité de l’enceinte recouverte d’une substance fluorescente constitue l’écran. Cet ensemble est entouré d’un blindage métallique. 2. Les amplificateurs. Pour obtenir des déviations convenables, les tensions appliquées sur les plaques déflectrices doivent être amplifiées ou atténuées. Un oscilloscope comprend donc un amplificateur horizontal et un amplificateur vertical. Les amplificateurs sont étalonnés en V.div-1 div mV.o en-1 V.div 2. Par exemple sur la position-1, une déviation de 4 divisions u correspond à une tension d’entrée de 8 V . 3. Le dispositif de balayage, la synchronisation. Supposons le spot en un point O sur l’écran, à un instant donné (figure 1). Si on applique aux plaques de déviation horizontale une tension uXX’ O en A proportionnelle au temps, le déplacement du spot de est aussi proportionnel au temps. Lorsque la tension uXX’ 2). s’annule, le spot revient en O (figure Notons T la durée de balayage imposée par le calibre. Figure 1 uXX’ Figure 2 a O A O T t

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