reponse d`un dipole rl a un echelon de tension

REPONSE D’UN DIPOLE RL A UN ECHELON DE TENSION
A. Circuit utilisé
On dispose d'une bobine d'inductance L et de résistance r, d'un conducteur ohmique de
résistance r’ (boite de résistances) et d'un générateur délivrant une tension constante notée E.
 Régler E = 5,0 V à l'aide d'un voltmètre !
Le but est d'enregistrer les variations de l'intensité du courant dans le circuit lorsqu'on soumet
le dipôle RL à un échelon de tension. Pour cela on enregistre la tension uBC aux bornes du
conducteur ohmique en fonction du temps à l'aide d'un dispositif informatisé.
 Noter les valeurs de L et mesurer à l'ohmmètre la valeur de la résistance interne r de
votre bobine : L =
r=
1
2
A
P
L,r
E
i
N
B
r’
R
C
La diode de roue libre permet l'évacuation de l'énergie emmagasinée par la bobine lors de
l'ouverture du circuit. Cela protège l'interface. Son sens de branchement est indiqué ci-dessus.
On règle la résistance du conducteur ohmique sur 30 ohms.
 Réaliser le circuit précédent.
FAIRE VERIFIER LE MONTAGE
B. Utilisation de la carte d’acquisition
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Brancher la carte d’acquisition de manière à ce qu’elle mesure la tension u BC aux
bornes du conducteur ohmique sur la voie 1 et la tension uAC aux bornes du dipôle RL
sur la voie 2. On indiquera les branchements réalisés dans le compte rendu.
Appeler le professeur afin qu’il vérifie le circuit.
Lancer le logiciel d’acquisition DATADIRECT.
Régler le logiciel de manière à ce qu’il mesure des tensions continues sur les deux
entrées.
Choisir le mode d’acquisition de manière à ce que la durée totale d’acquisition soit de
20 ms et que le nombre de mesures réalisé soit de 500.
On sait que la tension uBC augmente progressivement. On veut que l’ordinateur
déclenche automatiquement les mesures lorsque cette tension une valeur de 0,1 V.
Régler le logiciel en conséquence.
Réaliser l’acquisition demandée.

Les courbes représentant les tensions uBC et uAC en fonction du temps se tracent
automatiquement. Comment varie uBC quand on place l’interrupteur sur la position 1 ?
Pourquoi parle-t-on de régime transitoire ?
C. Tracer de la courbe représentant l’intensité i en fonction du
temps
Transférer les mesures dans REGRESSI (si la commande « coller page » n’est pas disponible,
utiliser la commande « coller document ») ;
 Exprimer l’intensité i en fonction uBC et r’. Préciser la loi utilisée.
 Quel est le nom de la tension uBC dans le logiciel REGRESSI ?
 Créer la fonction i dans REGRESSI.
 Tracer la courbe qui représente l’évolution de i en fonction du temps.
D. Constante de temps du dipôle RL :
Afin de mieux appréhender la durée de l’établissement du courant, on peut définir une
constante de temps τ. Cette constante se détermine à partir de la courbe représentant
l’évolution de l’intensité i du courant en fonction du temps. Pour ce faire, il faut :
o tracer l’asymptote horizontale à la courbe ;
o tracer la tangente à la courbe au point d’abscisse t = 0 ;
o l’abscisse du point d’intersection de ces deux droites est τ.

Tracer la tangente à l’origine à la courbe représentant l’évolution de l’intensité du
courant i fonction du temps ;
Tracé de la tangente à la courbe
Tracé de l’asymptote horizontale
Outil réticule
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

Tracer l’asymptote horizontale.
Utiliser l’outil réticule pour déterminer les coordonnées du point d’intersection.
Déterminer la constante de temps . Noter cette valeur.
E. Influence de L et de r’ sur la constante de temps du dipôle
RL



Refaire le travail précédent en réglant la résistance r’ du conducteur ohmique sur 100
ohms.
Refaire le travail précédent en réglant la résistance r’ du conducteur ohmique sur 30
ohms et en augmentant l’inductance de la bobine en insérant un noyau de fer doux à
l’intérieur de la bobine (ne pas insérer plus du tiers du noyau).
Conclure sur l’influence de L et de r’ sur la constante de temps du dipôle RL.
F. Modélisation d’une courbe représentant l’évolution de
l’intensité i en fonction du temps
Prendre l’une des trois courbes i = f(t) réalisée.
 Quel est le nom du temps t dans le logiciel REGRESSI ?
 Modéliser cette courbe par une expression du type a*(1-exp(-t/b)).
 Noter les valeurs de a et b proposées par le logiciel.
 La modélisation proposée par REGRESSI est-elle en accord avec la courbe
expérimentale ?
 Comparer a et E/(r+r’) et conclure.
 Comparer la constante de temps du dipôle RL et b. Conclure.
 Refaire le même travail avec les deux autres expériences.
Remarque : On pourra également un modèle prédéfini de REGRESSI.