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

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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 TP7 TP N° 7 : DIPOLE (R,L,C) SERIE EN REGIME SINUSOIDAL FORCE I. Objectifs. On désire étudier le comportement, en fonction de la fréquence, d’un circuit (R,L,C) série soumis à une tension sinusoïdale d’amplitude maintenue constante. Le choix des paramètres est pratiquement le même qu’en régime transitoire ( voir TP n°6 III ) : on fixe L = 100 mH ; C = 10 nF et R = 250W, à contrôler à l’ohmmètre. Mesurer à l’ohmmètre la résistance r de la bobine. II. Résonance de courant . Pour cette partie on se reportera au cours V (Réseaux linéaires en régime sinusoïdal forcé), paragraphe VI (Exemple du circuit (R,L,C) série), sous paragraphe 5 (Résonance de courant). 1. Montage et principe des mesures. Réaliser le montage suivant : CH1 CH2 L C u uR GBF R On visualise : en voie 1 : u = Umcoswt en voie 2 : Ri = R Imcos (wt +ji/u) = URmcos (wt +ji/u) avecji/u . rapport à u déphasage de i par On étudie l’amplitude URm et le déphasageji/u en fonction de la fréquence f =w/ 2p en maintenant Um (il= 3,0 V = cte est nécessaire de régler en permanence l’amplitude délivrée par le G.B.F. : en effet l’impédance du circuit aux bornes du G.B .F. varie avec la fréquence et l’amplitude délivrée chute lorsque cette impédance diminue, notamment à la résonance, on le montrera en classe par le calcul). Les amplitudes URm U etm, ainsi que le déphasageji/u, sont lus à l’oscilloscope . Voir ci-dessous pour la lecture du déphasage. u Mesure pratique d’un déphasage par lecture d’un oscillogramme. Supposonsji/u : i est en avance sur u et le décalage temporel > 0ai/u(s) > 0 . ai/u Or i = I 2 cos (wt +ji/u 2 cos) = Iw(t +ai/u) avecji/u=w ai/u = 2Tpia/u i T T a . d’où, sans noter les indices :p= 2ajrés deg180 : 2= une o j(°) Si l’on décalibre la base de temps pour fixer T / 2« la sensibilité de la base de temps en où a est9 div , soit / 2 = 9 a T s.div-1(inutile de la connaître), alors,ae st représenté par avec div xa =0a : 819 a x te j=xa(°)Þ j(°) = 20 x . Retenons que si T / 2« ,9 div½ai/u½ « etx div½ji/u(°)½= 20 x .

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