TP Etude d`un dipôle RL à l`oscilloscope

TP Etude d’un dipôle RL à l’oscilloscope
Matériel : générateur basse fréquence (GBF), oscilloscope bicourbe, bobines d’inductance 100 mH et 10 mH,
conducteurs ohmiques de résistance 1 k et 100 
Manipulation 1
Préparez une tension en créneaux = échelon de tension = tension rectangulaire de (0 V, 2 V), de fréquence
f = 1 kHz. On visualise cette tension à l’oscilloscope en voie YA. Faites apparaître au moins une période.
Réglages de l’oscilloscope :
sensibilité verticale = ..........................
vitesse de balayage = ..........................
Ne plus toucher aux réglages du GBF.
Manipulation 2
On monte en série : GBF, R = 1 kL = 100 mH
Compléter le schéma par les branchements de
l’oscilloscope permettant de visualiser la tension
uG(t) aux bornes du générateur en voie YA et la
tension uL(t) aux bornes de la bobine en voie YB.
Aspect de l’écran (uG(t) en bleu, uL(t) en noir) :
Mesurer la valeur maximale de uL = ..................
uL en régime permanent = ..................
Qu’est-ce qui va se passer si l’on change l’inductance à L = 10 mH ? Proposer d’abord l’hypothèse, la vérifier
ensuite. Le régime permanent, est-il atteint plus vite ?
Manipulation 3
On monte en série : GBF, R = 1 kL = 100 mH.
On désire visualiser la tension uG(t) aux bornes du
générateur en voie YA et l’intensité du courant i(t)
traversant la bobine en YB. Ajoutez les
branchements correspondants de l’oscilloscope dans
le schéma. Aspect de l’écran (uG(t) en bleu, i(t) en noir) :
Indiquez quelle partie de la courbe correspond à l’installation et à
l’annulation du courant.
Mesurer la valeur maximale de uR = .............
le courant maximal iMAX = ...............
Ajouter la construction graphique permettant de déterminer la constante de temps  à partir de l’oscillogramme.
La valeur trouvée  = ............... . En déduire la valeur expérimentale de L = ................ .
Quel devient l’aspect de l’écran si l’on change l’inductance à L = 10 mH ? puis la résistance à R = 100  ?
Proposer d’abord des hypothèses, les vérifier ensuite.
Manipulation 4
On monte en série : GBF, R = 1 kL = 100 mH.
On désire visualiser, l’intensité du courant i(t)
traversant la bobine en voie YA et la tension uL(t)
aux bornes de la bobine en voie YB. Brancher
l’oscilloscope.
Sur quel bouton supplémentaire devons-nous appuyer et pourquoi ?
.......................................................................................................................
.......................................................................................................................
...............................................................................................................
Aspect de l’écran (i(t) en bleu, uL(t) en noir) :
GBF
L
R
GBF
L
R
GBF
L
R

Manipulation 5
Préparez une tension sinusoïdale d’amplitude 1 V et de fréquence f = 1 kHz.
Manipulation 6
On reprend les branchements de l’expérience précédente, on visualise i(t) et uL(t).
Mesurer la période de la tension uL(t) : T = ................. avec une erreur T = ................
uRMAX = ................ avec une erreur  uRMAX = ................
uLMAX = ................ avec une erreur  uLMAX = ................
le déphasage  = ................ entre le courant et la tension
Comment change l’aspect de l’écran si l’on passe à f = 10 kHz ? Proposer d’abord l’hypothèse, la vérifier après.
Manipulation 7
Avec le GBF, passer en mode triangulaire (0 V, +2 V), f = 1 kHz,
L = 10 mH. On reprend les branchements de l’expérience précédente, on
visualise i(t) et uL(t). Recopier les courbes (i(t) en bleu, uL(t) en noir).
Mesurer la f.é.m. induite uind = .................
Questions :
2) Expliquer qualitativement l’évolution de uL(t). Est-ce que uL représente la f.é.m. induite ? Attention aux
signes !
3) a) Est-il possible de visualiser un courant sur l’oscilloscope ? Comment ?
b) Expliquer qualitativement l’évolution de uR(t).
c) Comparer  expérimental et  = L/R.
4) Pourquoi devons-nous utiliser un GBF avec une masse isolée de la Terre du secteur ?
6) a) Comparer T expérimental et T = 1/f.
b) Déterminer la pulsation  avec son erreur.
c) Déterminer iMAX avec son erreur.
d) En déduire L expérimental avec son erreur et comparer avec la valeur nominale de L.
e) donner l’estimation de l’erreur de .
7) a) Expliquer l’évolution et le signe de uind.
b) Calculer la valeur théorique de uind et comparer avec l’expérience.
Le problème de masse :
La masse de l’oscilloscope est reliée à la masse commune du secteur. Il en est ainsi pour certains GBF
(notamment pour ceux avec la prise de terre). En mettant alors la masse de l’oscilloscope entre R et L, soit le
résistor, soit la bobine est court-circuité par la masse du GBF (par le secteur). Il faut donc utiliser un GBF sans
masse reliée au secteur.