A. Loi d’Ohm pour une bobine : étude expérimentale 1) Montage : Le GBF est à masse flottante (non reliée à la Terre) afin de séparer les masses du GBF et de l’interface et éviter ainsi de court-circuiter la bobine. Le GBF délivre une tension en dents de scie. B R = 10 k La résistance de la bobine est négligeable. GBF i M R Input B A Input A 2) Questions : Placer sur le schéma les flèches tension uAM et uMB. GBF i M B uMB Input B A R uAM Input A A quelle tension correspond UA1 au niveau de l’interface ? UA1 correspond à la tension uAM Pourquoi cette tension permet-elle de visualiser le courant i du circuit ? Aux bornes de la résistance : uAM = + R i Quelle est l’expression de i en fonction de uAM i 1 u AM R A quelle tension correspond UB1 au niveau de l’interface ? UB1 correspond à uBM = (- uMB) Comment peut-on visualiser la tension uMB ? uMB = - UB1 3) Etude pour f = 333 Hz On règle la fréquence du GBF à f = 333 Hz et les paramètres de CASSY : Sur la ½ période (0<t<T/2), quelle est la forme de la tension uAM ? c’est une fonction affine croissante ( coefficient directeur positif) Sur la ½ période (0<t<T/2), quelle est la forme de la tension uMB ? c’est une fonction constante positive : uMB= + 0,14 V Même question sur la ½ période T/2<t<T). quelle est la forme de la tension uAM ? c’est une fonction affine décroissante ( coefficient directeur négatif) Sur la ½ période (0<t<T/2), quelle est la forme de la tension uMB ? c’est une fonction constante négative : uMB= 0,14 V T/2 UMB UAM 0 Sur la ½ période :0<t<T/2 : u AM (1,5) ( 1) du AM 3 2,8.10 V/s t (2,9) (2,0) dt 1 di 1 du AM 3 1 2,8.10 2,8.10 A/s en déduire 4 10 dt R dt Calculer dt dtdi Comparer uMB et di , c’est à dire, calculer : u MB u MB 0,14 0,50S.I 1 di 2,8.10 dt 4) Inductance d’une bobine : f = 667 Hz On fait varier la fréquence du GBF. Pour la courbe f = 667 Hz : Sur la ½ période :0<t<T/2 : 1,5 (1,3) du AM 3 5,6.10 V/s ; 3 dt (1,8 1,3).10 di 1 3 1 5,6.10 5,6.10 A/s en déduire 4 dt 10 Calculer dt dtdi Comparer uMB et di ( c’est à dire, calculer : u MB u MB 0,3 0,54S.I 1 di 5,6.10 dt Pour la courbe f = 1000 Hz : Sur la ½ période :0<t<T/2 : f = 1000 Hz Calculer 1,5 (1,8) du AM 3 8, 2.10 V/s ; 3 dt (1, 2 0,8).10 di 1 3 1 en déduire 4 8, 2.10 8, 2.10 A / s dt 10 dt dtdi Comparer uMB et di ( c’est à dire, calculer : u MB u MB 0, 45 0,55S.I 3 di 8, 2.10 dt Compléter le tableau suivant pour 0<t<T/2 : f (Hz) 333 667 1000 di 1 du AB (A.s-1) dt R dt uMB (V) 2,8.10-1 5,6.10-1 8,2.10-1 0,14 0,3 0,45 uMB / di dt 0,50 0,54 0,55 Que déduit-on de la dernière ligne du tableau? Conclure. Aux erreurs expérimentales ( et de lecture !) près, on voit que le rapport (uMB / di ) est constant ; dt On l’appelle « inductance de la bobine » ; il ne dépend que de la géométrie de la bobine