Sujet : comparaison de dipôles RL et RC

CORRIGE DE L’EPREUVE EXPERIMENTALE DE PHYSIQUE :
1. Mesures et réglages préliminaires :
 Résistance de la bobine : r = 10
EAD0
u0
Question 1 : calcule la résistance totale du dipôle R1+bobine
r+R0= 40 +10=50
R0
2. Réalisation du montage :
u1
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.
R1
i0
uc
i1
EAD1
3. Configuration des paramètres du logiciel d’acquisition :
3.3 question 3 :
Représenter sur le schéma précédent la tension uc aux bornes du condensateur en utilisant la convention
récepteur.
Quelle est la valeur de uc juste avant la fermeture de l’interrupteur ?
En déduire la valeur de uc juste après la fermeture de l’interrupteur ?
uc = 0v (condensateur déchargé)
uc = 0v
Justification 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
Justification 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.
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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
tandis que la méthode des 63% conduit à  = 30ms
 = 21ms
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. Comparaison de l’évolution au cours du temps de l’intensité du courant dans les deux branches du
circuit :
4.2 Valeurs initiales des intensités de ces courants :
Valeurs de ces intensités lorsque le régime permanent est atteint.
4.3 Constante de temps  du dipôle R0L
Constante de temps  du dipôle R1C
i0= 0
i1= 7,4.10–4 A
i0=1,3.10–4 A
i1=0
=3,0.10 s
=5,1.10 s
-2
-2
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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