PHYSIQUE APPLIQUEE

Lycée Jaufré Rudel
Blaye le 16 avril 1999
Première STI, Devoir n° 6
PHYSIQUE APPLIQUEE
Exercice n° 1: Impédances de dipôles élémentaires
On dispose de trois dipôles élémentaires passifs. Un résisteur R
1
, un condensateur C
1
et une
bobine d'inductance L
1
et de résistance négligeable. Ils sont alimentés par un générateur de
tension sinusoïdale et de fréquence f.
1. Donner l'expression littérale de l'impédance de chaque dipôle.
2. A la fréquence de f = 500 Hz, la caractéristique U = f (I) (valeurs efficaces) de chaque
dipôle, est une droite passant par l'origine des axes et par le point de coordonnées U = 8 V et
I = 100 mA.
v Calculer les impédances Z
R1
, Z
C1
, Z
L1
de chaque dipôle;
v Calculer la valeur de la résistance R
1
du résisteur;
v Calculer la valeur de la capacité C
1
du condensateur;
v Calculer la valeur de l'inductance L
1
de la bobine.
Exercice n°2 : Identification de dipôles
On réalise une série de mesures à la fréquence f = 1 kHz qui permet de tracer les
caractéristiques U = f(I) (valeurs efficaces) pour trois dipôles: un résisteur R
2
, un
condensateur C
2
et une inductance L
2
.
5 1 0 I (mA)
2
1
3
4
V ( V )
0
D 1 D 2
D 3
1. Calculer l'impédance Z
1
du dipôle D
1
, Z
2
du dipôle D
2
et Z
3
du dipôle D
3
.
2. Donner l'expression de l'impédance de chaque dipôle.
On donne: R
2
= 400 Ω; C
2
= 800 nF et L
2
= 127 mH.
Identifier la résistance, l'inductance et le condensateur aux dipôles D
1
, D
2
et D
3
.
Devoir 6P1604991/3

Exercice n° 3: Construction de Fresnel
D1 D2
u1(t)
u2(t)
u(t)
i(t)
On donne: u
1
(t) = 3 cos(ω.t)
2
u
2
(t) = 4 cos(ω.t + )
2
2
1. Représenter le diagramme de Fresnel des trois tensions u(t), u
1
(t) et u
2
(t).
2. Calculer la valeur efficace U de u(t).
3. Que représente l'angle de + ?
2
4. On écrit u(t) = U cos(ω.t + φ). Que représente φ? Calculer φ.
2
Exercice n° 4: Construction de Fresnel bis repetita placent?
D1 D2
u1(t)
u2(t)
u(t)
i(t)
On donne: u
1
(t) = U
1
cos(ω.t)
2
u
2
(t) = 3 cos(ω.t - )
2
2
u(t) = 7 cos(ω.t + φ)
2
1. Représenter le diagramme de Fresnel des trois tensions u(t), u
1
(t) et u
2
(t).
2. Calculer la valeur efficace U
1
de u
1
(t).
3. Calculer φ.
Devoir 6P1604992/3

Devoir 6P1604993/3

Exercice n° 5:
L'association en série d'une inductance (bobine non résistive), d'un condensateur et d'une
résistance est étudiée au moyen d'un oscilloscope. L'ensemble est alimenté sous une tension
sinusoïdale: u(t) = U cos(ωt + φ)
2
le courant dans le circuit aura pour expression:
i(t) = I cos(ωt).
2
1. Donner le schéma du montage en précisant le branchament de l'oscilloscope permettant de
visualiser simultanément u(t) sur CH1 et de u
R
(t): tension aux bornes de R, sur CH2 .
2. A partir des oscillogrammes ci-dessous, pour lesquels on donne:
sensibilité verticale: CH1: 1V/DIV
CH2: 50 mV/DIV
vitesse de balayage: 0,2 ms/DIV
0
-6
0,2 ms/DIV
tensions (V)
1 2 3
01,25 div 2,8 div
u(t)
uR(t)
Calculer U
max
; I
max
; la fréquence de u(t); l'impédance Z
RLC
du dipôle; le déphasage de u(t)
par rapport à i(t).
Devoir 6P1604994/3