Anotace - Gymnázium Matyáše Lercha

Gymnázium Matyáše Lercha
Žižkova 55, 616 00 Brno
telefon: [phone], fax: [phone], www.gml.cz
Anotace:
Předmět: Fyzika
Ročník: 6. ročník dvojjazyčného studia
Hodina/LP/TP: Laboratorní práce
Tematický celek: Dipôle RL
Název aktivity: Propriétés d’une bobine
Autor: Vojtěch Beneš
Doba na přípravu před hodinou: 10 min
Doba na provedení se žáky: 90 min
Obtížnost: vysoká
Výstup RVP: Žák aplikuje poznatky o mechanismech vedení elektrického proudu a
chování cívky v elektrických obvodech.
Klíčová slova: Cívka, RL obvod, LC obvod, nestacionární děj, přechodový jev, časová
konstanta, vlastní indukčnost, indukčnost cívky, induktance, fázový posuv, amplituda

Gymnázium Matyáše Lercha
Žižkova 55, 616 00 Brno
telefon: [phone], fax: [phone], www.gml.cz
Propriétés d’une bobine
OBJECTIF
Déterminer l’inductance d’une bobine par quatre méthodes.
DISPOSITIF
Générateur basse fréquence, bobine d’inductance inconnue L et de résistance interne ri,
condensateur de capacité 1 F, conducteur ohmique de résistance 10 , ampèremètre Vernier
(max. 0,6 A), voltmètre Vernier (max. 6 V), LabQuest, ordinateur avec logiciel Logger Pro,
deux contrôleurs, conducteurs.
MANIPULATIONS
I Appareils classiques
1) Avec un ohmmètre, mesurer la résistance interne ri de la
bobine.
2) Réaliser le montage d’après le schéma. Utilisez les
contrôleurs en alternatif. Sur le générateur, régler une tension
sinusoïdale d’amplitude env. 1 V et de fréquence 10 Hz, puis
200 Hz.
3) Pour les deux fréquences du générateur, mesurer la valeur du
courant I et celle de la tension du générateur UG.
4) Calculer la résistance totale du circuit R (il est composé de la résistance interne de la
bobine ri, de l‘ampèremètre rA et du générateur rZ) et l’inductance de la bobine L.
Consigner les résultats dans la fiche de réponses.
II Capteurs Vernier
1) Dans le montage précédent (générateur déconnecté), remplacer les appareils classiques par
l’ampèremètre et voltmètre Vernier. Les brancher aux entrées CH1 et CH2 de LabQuest et
relier celui-ci au port USB de l’ordinateur.
2) Dans le programme LoggerPro, annuler les capteur à l’aide de l’icône . Puis, dans le
menu Expérience→Paramètres des mesures... régler :
 durée = 0,01 s,
 fréquence d’échantillonnage = 10 kHz,
3) Brancher le générateur dont la fréquence vaut 200 Hz et ensuite cliquer sur Mesures pour
déclencher la mesure. L’ordinateur trace automatiquement deux graphes : uG = f(t) et
i = f(t).
4) Utilisant le menu Analyse→Régression... modéliser les courbes par la fonction de type
, cliquer sur Essai rég, et si la régression copie bien la courbe, valider.
5) A partir des paramètres des courbes, déterminer l’amplitude du courant I, la tension du
générateur UG, la pulsation  et le déphasage . En déduire la résistance totale du circuit
R et l’inductance L.
A
L
V

Gymnázium Matyáše Lercha
Žižkova 55, 616 00 Brno
telefon: [phone], fax: [phone], www.gml.cz
III Constante de temps
1) On rajoute un résistor de 10 dans le circuit. Sur le
générateur, on règle une tension rectangulaire de fréquence
200 Hz. Après le déclenchement de la mesure, l’ordinateur
trace deux graphes.
2) Dans le graphe du courant en fonction du temps, on désigne,
par la souri, la région d’installation du courant. Dans le menu
Analyse→Régression... on choisit l’exponentielle
inverse et on coche l’item
. Puis on clique sur Essai rég, et si la
régression copie bien la courbe, on valide. La
constante C dans la régression représentel’inverse de
la constante de temps du circuit , .
3) La résistance totale du circuit R (résistance de la
bobine + résistor en série + résistance interne du générateur)
peut être calculée à partir de la loi d’Ohm en tant que rapprot
du courant en régime permanent et de la f.é.m. du
générateur . Pour la détermination graphique, utiliser
l’icône Examiner . La f.é.m. est la tension du générateur
qund le courant dans le circuit est nul (c.-à-d. valeur
maximale de la tension dans le graphe).
IV Oscillations électriques
1) On réalise le montage d’après le schéma en utilisant un
condensateur de capacité C = 1 F. On débranche
l’ampèremètre de LabQuest. Le réglage du générateur ne
change pas. A chaque variation de la tension rectangulaire, on
observe des oscillations libres dans le circuit. Elles sont
amorties à cause de la résistance interne ri, mais si
l’amortissement n’est pas très important, la pseudopériode T
de ces oscillations est voisine de la période propre
d’un circuit LC.
2) On monte la fréquence d’échangtillonnage à 100 kHz, on réduit la durée à 0,005 s.
Déclencher la mesure et après qu’il s’arrête, désigner par la souri, dans le graphe uL = f(t),
la région correspondant à 1 période. Noter le temps t dans la fiche de réponses.
A
L
V
10 
L, ri
V
1 F

Gymnázium Matyáše Lercha
Žižkova 55, 616 00 Brno
telefon: [phone], fax: [phone], www.gml.cz
FICHE DE REPONSES
I Appareils classiques
ri = ……………..
f (Hz)
UG (V)
I (mA)
10
200
R = ……………
L = ……………
Conseil: l’impédance de ce circuit alternatif est ,
où est la réactance de la bobine idéale. Pour de petites fréquences, le rôle de
l’inductance est négligeable (la bobine se comporte comme un résistor).
II Capteurs Vernier
On mesure
UG = ……………
I = ………………
 = ………………
 = ………………
On calcule
Z = ……………..
XL = ……………
R = ……………
L = ……………
Conseil: le déphasage dépend de l’inductance .
III Constante de temps
En régime permanent …………………..
F.é.m. du générateur …………………..
Résistance totale du circuit R = …………………..
Constante C = …………………
Inductance de la bobine L = ………………………
IV Oscillations électriques
t = T = ………………………
L = ……………………….
V Conclusion
Comparer les résultats et décider en justifiant quelle est la méthode la plus fiable.

Gymnázium Matyáše Lercha
Žižkova 55, 616 00 Brno
telefon: [phone], fax: [phone], www.gml.cz
Fiche du professeur
Les résulats présentés ont été obtenus avec une bobine de 600 spires sans noyau de ferrite.
I Appareils classiques
ri = 6,5 
f (Hz)
UG (V)
I (mA)
10
0,70
57
200
0,70
44
La différence entre la résistance interne de la bobine ri et la résistance totale R est donnée par
la présence des appareils de mesure (capacité parasite du voltmètre, résistance interne de
l’ampèremètre).
Si la réactance n’était pas négligeable pour les petites fréquences, on devrait substituer deux
fois du tableau dans la formule et résoudre un système de deux équations
à deux inconnues.
II Capteurs Vernier