cégep limoilou

DÉPARTEMENT DE PHYSIQUE CÉGEP LIMOILOU
ÉLECTRICITÉ ET MAGNÉTISME, 203-NYB A-2009
LABORATOIRE #7
L’IMPÉDANCE D’UN CONDENSATEUR ET D’UNE BOBINE
1.- BUT DU LABORATOIRE
Déterminer expérimentalement la relation entre V et I dans le cas d’un condensateur ainsi que dans le cas
d’une bobine. Déterminer l’impédance et sa relation avec la fréquence.
2.- SCHÉMAS DE MONTAGE
3.- PROCÉDURE À SUIVRE
3.1 Montez le circuit de la figure 2 (
50 et 2.5R L mH
) et ajustez la fréquence de la source à 3000 Hz.
Mesurez VR en fonction de VL en remplissant le tableau 1. Calculez le courant
R
I V R
puis construisez le
graphique de VL en fonction de I et déduire la relation entre les deux. La loi d’Ohm est-elle applicable?
Dans quelles conditions? Si oui, trouvez la constante de proportionnalité (l’impédance)
LL
Z V I
.
3.2 Montez le circuit de la figure 1 (
50 et 10R C nF
) et ajustez la fréquence de la source à 100 kHz.
Mesurez VR en fonction de VC en remplissant le tableau 2. Calculez le courant
R
I V R
puis construisez le
graphique de VC en fonction de I et déduire la relation entre les deux. La loi d’Ohm est-elle applicable?
Dans quelles conditions? Si oui, trouvez la constante de proportionnalité (l’impédance)
CC
Z V I
.
3.3 Montez le circuit de la figure 2 (
50 et 2.5R L mH
). Ajuster la tension de la source au maximum.
Mesurer VR et VL ainsi que l’angle
L
pour différentes fréquences comprises entre 3 kHz et 300 kHz. Noter
que
L
est l’angle de déphasage de VL par rapport au courant I, donc par rapport à VR. Cet angle est positif
lorsque VL est en avance (à gauche) sur VR. Il faut inverser le canal #2 en tirant sur le bouton PULL INV.
Calculez
R
I V R
et l’impédance
LL
Z V I
puis vérifier la relation
2
L
Z fL
à l’aide d’un graphique de
L
Z vs f
. Trouver Lexp et comparez avec L. Mesurez la résistance de la bobine RL. Remplir le tableau 3.
3.4 Montez le circuit de la figure 1 (
50 et 10R C nF
). Ajuster la tension de la source au maximum.
Mesurer VR et VC ainsi que l’angle de déphasage
C
pour différentes fréquences comprises entre 3 kHz et
300 kHz. Noter que
C
est l’angle de déphasage de VL par rapport au courant I, donc par rapport à VR.
Calculer
R
I V R
et l’impédance
CC
Z V I
puis vérifier la relation
12
C
Z fC
à l’aide du graphique de
C
Z vs f
. Trouvez Cexp et comparez avec C. Remplir le tableau 4.
4.- LE RAPPORT DE LABORATOIRE
Page titre.
But de l'expérience.
Schémas de montage et démarche.
Les quatre tableaux des mesures et des résultats.
Les quatre graphiques.
Analyse des résultats (graphiques et tableaux)
Discussion et conclusion.
L
R
.2Fig
1&2CH 
1CH 
2CH 
C
R
.1Fig
1&2CH 
1CH 
2CH 
L
R
.2Fig
1&2CH 
1CH 
2CH 
L
R
L
R
.2Fig
1&2CH 
1CH 
2CH 
1&2CH 1&2CH 
1CH 1CH 
2CH 2CH 
C
R
.1Fig
1&2CH 
1CH 
2CH 
C
R
.1Fig
1&2CH 
1CH 
2CH 
1&2CH 1&2CH 
1CH 1CH 
2CH 2CH 
5.- LISTE DU MATÉRIEL
Résistance de 50
, inductance de 2.5 mH et
condensateur de 10 nF.
Multimètre Fluke 187
Générateur de fonctions Topward
Oscilloscope Topward avec sonde et fils

RN = 50 Ω
R = Ω
f = Hz
RN = 50 Ω
R = Ω
f = Hz
LN = 2.5 mH
L = mH
Lexp = mH
CN = 10 nF
C = nF
Cexp= nF
VL
(Volts)
VR
(Volts)
I
(mA)
VC
(Volts)
VR
(Volts)
I
(mA)
Tableau 1
Tableau 2
VR : tension aux bornes de la résistance permettant de trouver le courant I.
VC : tension aux bornes du condensateur.
VL : tension aux bornes de la bobine.
CN, LN , RN: valeurs nominales
C, L , R: valeurs réelles mesurées avec le Fluke 187 (pour R et C) ou indiquées (pour L)
Cexp, Lexp : valeurs expérimentales trouvées à partir des graphiques VC(I) et VL(I).
R = Ω
L = mH
RL = Ω
R = Ω
C = nF
f
(kHz)
VL
(Volts)
VR
(Volts)
I
(mA)
ZL
(Ω)
φL
(o)
f
(kHz)
VC
(Volts)
VR
(Volts)
I
(mA)
ZC
(Ω)
φC
(o)
Tableau 3
Tableau 4