Corrige de l’epreuve experimentale de physique
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CORRIGE DE L’EPREUVE EXPERIMENTALE DE PHYSIQUE :
Question 1 : calcule la résistance totale du dipôle R1+bobiner+R0= 40 +10=50
2 .1 question 2 : compléter le montage ci-contre en indiquant les branchements de la carte d’acquisition permettant d’observer la tension u1 sur la voie EAD1 et la tension u0 sur la voie EAD0.
3.3 question 3 : Représenter sur le schéma précédent la tension uc aux bornes du condensateur en utilisant la convention récepteur. Q uelle est la valeur de uc juste avant la fermeture de l’interrupteur ? uc = 0v (condensateur déchargé) En déduire la valeur de uc juste après la fermeture de l’interrupteur ? uc = 0v J ustification de ce résultat : la tension aux bornes d’un condensateur ne peut pas varier de façon discontinue Quelle est la valeur de u1 juste avant la fermeture de l’interrupteur ? u1 = 0V Justification de ce résultat : u1=R1.i1 avec i1=0 si l’interrupteur est ouvert. Quelle est la valeur de u1 juste après la fermeture de l’interrupteur ? u1 =5,0V J ustification de ce résultat : loi des mailles : ug–uc–u1=0 avec ug = 5,0V et uc=0V En déduire que la tension u1 peut être utilisée pour déclencher l’acquisition lors de la fermeture de l’interrupteur : La tension u1 passe donc brutalement de 0V à 5V lors de la fermeture de l’interrupteur : c’est un échelon de tension (ou front montant) capable de déclencher l’acquisition lorsque cette tension atteint la valeur de seuil choisie, soit ici 0,5V environ ; question 6 : quelle différence fondamentale a-t-on pu mettre en évidence entre l’établissement du courant dans une branche contenant une bobine ou dans une branche contenant un condensateur, ces deux branches étant soumises à un échelon de tension ? le courant ne peut pas varier brutalement dans la branche contenant la bobine : il augmente progressivement de 0 à la valeur maximale atteinte en régime permanent. Par contre, dans le condensateur il augmente brutalement lors de la fermeture de l’interrupteur de 0 à sa valeur maximale avant de décroître progressivement jusqu’à 0. Les réponses ci-dessous sont déduites du fichier Regressi ci-joint (BB2010corrige.rw3), en utilisant le réticule. Les valeurs ( t , i ) peuvent être mémorisées en cliquant sur la barre d’espace. On a créé les grandeurs calculées correspondant aux intensités cherchées. Attention : le tableur connaît i0 et i1, qui figurent dans le tableau de mesure importé depuis Orphy GTSII , mais il ne connaît pas R0 et R1 qui doivent être remplacées par leurs valeurs, soit respectivement 27Ω et 6800Ω. Remarque : pour la bobine, la méthode des tangentes conduit à = 21ms tandis que la méthode des 63% conduit à = 30ms Cette différence s’explique par la présence du noyau en fer dans la bobine, ce qui conduit à une inductance L qui varie en fonction de l’intensité du courant (c’est un peu compliqué et hors programme). En ce qui vous concerne, choisissez une des méthodes, et nous tiendrons compte des écarts constatés.
4.2 Valeurs initiales des intensités de ces courants : i0= 0 i1= 7,4.10–4 A Valeurs de ces intensités lorsque le régime permanent est atteint. i0=1,3.10–4 A i1=0 4.3 Constante de temps du dipôle R0L =3,0.10-2s Constante de temps du dipôle R1C =5,1.10-2s 4.4 question 5 : déduire de ces mesures les valeurs de L et de C : L = 3,0.10-2 x 50 = 1,5H C = 5,1.10-2 / 6800 = 7,5.10–6 F question 6 : quelle différence fondamentale a-t-on pu mettre en évidence entre l’établissement du courant dans une branche contenant une bobine ou dans une branche contenant un condensateur, ces deux branches étant soumises à un échelon de tension ? le courant ne peut pas varier brutalement dans la branche contenant la bobine : il augmente progressivement de 0 à la valeur maximale atteinte en régime permanent. Par contre, dans le condensateur il augmente brutalement lors de la fermeture de l’interrupteur de 0 à sa valeur maximale avant de décroître progressivement jusqu’à 0. |
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