DETERMINATION DE L`INDUCTANCE L D`UNE BOBINE PAR

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TP de physique (TS) : DETERMINATION DE L’INDUCTANCE L D’UNE
BOBINE PAR DEUX METHODES
I ) DETERMINATION DE L A L’AIDE D’UN GBF DELIVRANT UNE TENSION ALTERNATIVE
TRIANGULAIRE (1 heure)
I -1) Le montage
1.
Réaliser le montage schématisé ci-dessous :
GBF (masse flottante )
i
R = 10 000  (décade de résistance)
A
M
L, r << R
B
R
2.
Compléter le schéma ci-dessus en y indiquant comment on doit effectuer les branchement d’un
oscilloscope afin d’observer en voie A la tension UAM et en voie B la tension UBM.. Après accord du
professeur réaliser les branchements.
I –2 ) Réglage du GBF et de l’oscilloscope
1.
Régler le GBF pour que la tension UAM soit une tension triangulaire de fréquence f = 400Hz et que
l’intervalle de tension soit UAM = 4,0 V
uAM max
 uAM
uAM min
2.
Sur l’oscilloscope ajuster la sensibilité des voies A et B afin de pouvoir réaliser des mesures
d’amplitudes les plus précises possibles. Ajuster la vitesse de balayage afin de visualiser environ deux
périodes sur l’écran.
I-3 ) Mesure de l’inductance de la bobine
1.
2.
Pourquoi peut-on affirmer que la tension UAM est l’image de l’intensité i dans le circuit ?
On appelle t la durée nécessaire à la tension UAM pour passer de la valeur UAM min à la valeur UAM max
(voir figure ci-dessus). Expliquer pourquoi on peut écrire UAM = a.t + b pendant l’intervalle de temps
t.
3. Mesurer la valeur de a, coefficient directeur de la droite UAM (t), pendant l’intervalle de temps t où
UAM est croissante.
4. Montrer que i = UAM/R . Déterminer alors le coefficient directeur a’ de la fonction affine
i(t) = a’.t + b’.
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5.
6.
On considèrera que dans cette expérience r. i est négligeable devant L . di/dt. Montrer qu’alors on
peut écrire UBM = - L . di/dt
Mesurer UBM à l’oscilloscope. En déduire une valeur approchée de l’inductance L de la bobine.
II ) DETERMINATION DE L PAR DETERMINATION DE LA CONSTANTE DE TEMPS D’UN
DIPOLE ( R , L ) (1 heure)
 On rappelle que la constante de temps  d’un dipôle (R, L) est telle que

R
L
 On montre que l’établissement (ou l’annulation) du courant est réalisée à 63% au bout du temps  et
à 99% au bout du temps 5.
II –1 ) Le montage
1.
Réaliser le montage schématisé ci-dessous :
K
A
i
+
L, r
Diode
E= 6 V
-
V
B
R = 100 
RP
M
COM
N.B. La diode et sa résistance de protection Rp permet d’éviter une surtension à la rupture du courant ce
qui pourrait endommager les voies d’acquisition.
II-2) Détermination de L
1.
Mesurer R et r à l’ohmmètre ( !!! Attention pour cette mesure, les conducteurs ohmiques ne doivent
pas être insérés dans le circuit !!!). En déduire la résistance totale R’ du dipôle (R, L).
Déterminer une valeur approchée de la constante de temps du dipôle (R , L) sachant que
L ≈ 1H.
2. Réaliser l’acquisition de la courbe UBM = f(t) lors de la fermeture de l’interrupteur K. On réalisera
l’acquisition pendant une durée ≈ 5
Paramètres d'acquisition :
Voltmètre / en ordonnée :
-
calibre +/- 25 V ;
valeur minimale 0V et valeur maximale 7V ;
mesure de la valeur instantanée.
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Chronomètre en abscisse :
-
durée d’acquisition : ……………….. ;
nombre de points : 501.
Synchronisation :
On veut que l’acquisition débute lorsque la tension UBM initialement nulle devient supérieure à 0,05 V donc :
synchronisation sur le voltmètre / ;
niveau 0,05V par valeur croissante.
3.
Utiliser le menu « traitement des données » du logiciel Généris pour créer la fonction i(t). Afficher i(t).
Déterminer graphiquement par deux méthodes (utiliser les fonctions tangentes et pointeur du
menu « outil ». En déduire la valeur de L.
N.B. Pour qu’une courbe reste affichée sur l’écran laisser votre doigt appuyé sur le bouton gauche de la souris
et appuyer sur la touche « entrée » du clavier.
4.
Comparer les valeurs de L obtenues dans le §I et le §II