Ph
3.2 Etude du dipole
(R,L)
Buts
du TP
Etudier
l’établissement du courant dans un circuit contenant une bobine
Etudier
l’influence des grandeurs du circuit et déterminer la constante de
temps
1. Réponse
d’un dipole (R,L) à un échelon de tension
1.1
Montage
Sur le schéma ci-dessous, quand l’interrupteur K est
fermé :
Flécher le courant d’intensité i
Flécher
les tensions uAB,
uBM et uAM
Représenter
les connexions
avec l’interface pour mesurer en UA1 la tension uAM
et en
UB1 la tension uBM.
Mesurer
la résistance
de la bobine r = 12
Ω…
Réaliser
le montage,
générateur éteint , avec : r’ = 100 Ω ; L = 0,5 H et
E = 4,5 V
Faire
attention au sens de
branchement de la diode ( dite "diode de roue libre") qui évite
le phénomène de surtension aux bornes de la bobine lors de la rupture
du
courant (ouverture de K).
Faire
vérifier le montage
avant la mise sous tension.
1.2 Acquisition
Mettre
l’ordinateur et l’interface sous tension ; lancer le logiciel
Cassy.
Activer
le canal A
en cliquant sur son image et choisir les paramètres.
Paramètres d'entrée du
capteur :
Grandeur :UA1
-
Gamme : - 10V :
+10 V
Valeurs
instantanées
- Zéro à
gauche. Fermer
Activer
le canal B
en cliquant sur son image et choisir les paramètres.
Paramètres entrée du
capteur :
Grandeur :UB1
-
Gamme : - 10V :
+10 V
Valeurs
instantanées
- Zéro à
gauche. Fermer
Paramètres
de mesure :
Relevé
automatique Cocher :
Ajouter une
nouvelle série (pour pouvoir enregistrer les autres courbes de charge
sur
le même système d’axes)
Intervalle
de mesure :
100µs ; temps total d’acquisition : 30 ms
Activer :
déclenchement
---
UA1 --- 4 V --- ascendant
Régler
la tension du générateur sur 4,5 V.
Cliquer
sur l’icône (chronomètre) ou F9 pour lancer la mesure puis fermer
l’interrupteur.
On
obtient les courbes. ( courbes 1 )
Changer
les graduations de ordonnées : cliquer droit dans la bande des
ordonnées
et remplacer 10 V par 5 V.
Clic
droit : placer une marque texte en indiquant la valeur de r’et
celle de L.
La
tension uBM ( qui est l'image de l'intensité i,
car uBM = r' × i ) évolue lentement de 0 à
4V.
Ceci est dû à la présence de la bobine qui ne supporte pas les
discontinuités de courant.
2. Influence
des paramètres L et r’
Refaire
l’expérience avec : L = 0,5 H et r’ = 220 Ω ( courbe 2 )
Refaire
l’expérience avec : L = 0,2 H et r’ = 100 Ω ( courbe 3 )
3. Exploitation
Montrer
que la courbe uBM
permet de connaître l’intensité i du courant dans la bobine.
La tension uBM
est la tension aux bornes d’une
résistance :
3.1
Analyse
de la 1ère courbe : (r’ = 100 Ω ; L = 0,5 H )
Identifier
les 2
parties : régime transitoire et régime permanent.
Déterminer
graphiquement l’intensité I0
en régime permanent.
Comparer
avec la valeur
théorique.
les
valeurs correspondent
Déterminer,
graphiquement et par le calcul, la constante de temps τ. (on pose :
R=r+r')
On trace la tangente à
l’origine ; elle coupe
l’asymptote à la
date t = τ
= 4,5 ms
Ou : 0,63 × 4 = 2,5
V
uBM = 2,5 V à la date t = τ =
4,5 ms
En théorie : 
Les
résultats
concordent.
Déterminer,
graphiquement et par le calcul, la constante de temps τ pour
chacune
des expériences. Comparer
|
τ
|
Expérience 1
|
Expérience 1
|
Expérience 1
|
|
graphiquement
|
4,5
|
2,1
|
1,9
|
|
 (
ms)
|
4,5
|
2,2
|
1,8
|
Les résultats concordent
Quelle
est l’influence de R
sur le phénomène ?
Quand
R
augmente :
Le régime
permanent met moins de temps à s’établir ( τ
diminue)
La valeur de uBM ( donc de I0)
est
modifiée ( plus
r’ est grand, plus uBM tend vers E).
Quelle
est l’influence de L
sur le phénomène ?
Quand
L
diminue :
Le régime
permanent met plus de temps à s’établir (τ augmente)
La valeur de I0 n’est pas modifiée
