CHAPITRE 7 ETUDE DU DIPOLE BOBINE

CHAPITRE 7 ETUDE DU DIPOLE BOBINE
LA BOBINE
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Une bobine est constituée d'un enroulement de fil électrique en cuivre, entouré d'une gaine ou d'un vernis
isolant.
L
r
i
Lorsqu'une bobine d'inductance L et de résistance interne r,
est parcourue par un courant d'intensité /, la tension u à ses
bornes s'exprime par la relation:
u
u = ri + L
di
en convention récepteur.
dt
avec L exprimée en henry (H), u en volt (V), r en ohm (Ω) et / en ampère (A). L'intensité du courant parcourant
une bobine est une grandeur continue.
•
Une bobine peut acquérir de l'énergie qu'elle restitue lors de l'ouverture de l'interrupteur présent dans le
circuit où elle se trouve.
L'énergie Ebob s'exprime en fonction de l'intensité / qui la traverse et de l'inductance L:
1
Ebob = 2 Li²
avec Ebob en joule (J), L en henry (H), / en ampère (A).
LE DIPOLE RL
Un dipôle RL correspond à l'association série d'une bobine d'inductance L et de résistance interne r, avec une
résistance R.
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Lorsque le dipôle RL est soumis à t = 0 à un échelon de tension,
l'équation différentielle vérifiée par le courant / (défini ci-contre) qui le
traverse est:
L
di 1
E
+ .i=
avec Rt = R + r et τ = R
dt τ
L
t
•
La solution de cette équation différentielle est, pour t> 0:
R
E
- t.t
i(t) =
1–e L
Rt
(
•
)
L
Le quotient τ = , homogène à un temps, est la constante de temps du
R
t
dipôle.
Pour déterminer expérimentalement sa valeur, on peut utiliser par exemple la courbe de i(t), dans le cas de
l'établissement ou de la rupture du courant.
Connaître la représentation symbolique d’une bobine.
En utilisant la convention récepteur, savoir orienter le circuit sur un schéma et
représenter les différentes flèches- tension.
Connaître l’expression de la tension aux bornes d’une bobine; connaître la signification de
chacun des termes et leur unité. Savoir exploiter la relation. Effectuer la résolution analytique pour l’intensité du courant dans un dipôle RL
soumis à un échelon de tension.
En déduire la tension aux bornes de la bobine.
Connaître l’expression de la constante de temps et
savoir vérifier son unité par analyse dimensionnelle.
Connaître l’expression de l’énergie emmagasinée.
Savoir qu’une bobine s’oppose aux variations du courant du circuit où elle se trouve et que l’intensité de ce courant ne subit pas de discontinuité
Savoir exploiter un document expérimental pour: - identifier les tensions observées
- montrer l’influence de R et de L lors de
l’établissement et de la disparition du courant
- déterminer une constante de temps.
Savoir-faire expérimentaux
Réaliser un montage
électrique à partir d’un schéma.
Réaliser les branchements pour visualiser les tensions aux bornes du générateur, de la bobine et du
conducteur ohmique supplémentaire.
Montrer l’influence de l’amplitude de l’échelon de tension, de R et de L sur le phénomène observé.