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 =
i
12
P
N
A
B
L,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
 Brancher la carte d’acquisition de manière à ce qu’elle mesure la tension uBC 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.
r’
E

 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 ;
 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.
Tracé de la tangente à la courbe
Tracé de l’asymptote horizontale
Outil réticule

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.