Travaux Pratiques - Electrocinétique - 1ère année de CPGE scientifique, voie PCSI, Filtre passe-bas passif d'ordre 1

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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 TP9 TP N° 9 : FILTRE PASSE-BAS PASSIF D’ORDRE 1 I. Objectif. On désire tracer le diagramme de Bode du filtre passe-bas passif d’ordre 1 suivant, étudié en régime sinusoïdal forcé de pulsationw: R Ue C Us II. Etude théorique. Rappeler les expressions de la fonction de transfert H (jw) , du gain en décibels G (w) et de la phase de transfertjus/ue(w) . Etablir rapidement le diagramme de Bode et donner la pulsation de coupure hautewh. III. Etude expérimentale. 1. Montage. a) Choix des paramètres. On désire mesurer le gain en décibels à l’aide de la fonction dB du multimètre numérique. La bande passante de ce dernier étant d’environ 200 kHz , on choisit une fréquence de coupure haute fh haute fréquence » pas trop élevée pour pouvoir tracer l’asymptote « sans dépasser les 200 kHz (au-delà de cette valeur, la réponse du multimètre n’est plus fiable). Choisissons fh de l’ordre de kHz . 5 Exprimer la fréquence de coupure haute fh en fonction de . R et C On fixe C = 22 nF (valeur normalisée), en déduire l’ordre de grandeur de R . On fixe R = 1,5 kW .Mesurer R à l’ohmmètre et C au capacimètre. En déduire la valeur théorique de fh. b) Réaliser le montage ci-dessous : CH1 CH2 R VdB C V G.B.F.dB 2. Mesures. Mesure d’une tension en décibels à l’aide du multimètre numérique. Soit à mesurer la tension u(t) = U 2 cosw et calibre en décibelst . Le multimètre utilisé en fonction décibels (touche dB enfo ncée choisi) mesure UdB= Uùo l 02U goU tse ev la alfeifue r de cacerencréféréf= 0,775 V . réf Ainsi G (w ) =02l goU Use= 20 log Us- 20 log Ueg loUU= 02 éfsr-UUog0l2éfer= Us,dB- Ue,dB. On fixe une valeur commode pour Ue, par exemple Ue,dB U= -10 dB , alors,e restant constant lorsque la fréquence varie (s’en assurer en permanence à l’oscilloscope), G (w) = Us,dB+ 10 . Les différents calibres sont notés -20dB , -10dB , +10dB , +20dB : si le multimètre clignote, changer de sensibilité ; les indications des calibres sont à ajouter à la valeur affichée. Exemple : Us,dB le calibre -10 dB : -10,5 sur s’affiche Us,dB= -10,5 - 10 = - 20,5 dB .

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