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 R1, un condensateur C1 et une
bobine d'inductance L1 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 ZR1 , ZC1 , ZL1 de chaque dipôle;
v Calculer la valeur de la résistance R1 du résisteur;
v Calculer la valeur de la capacité C1 du condensateur;
v Calculer la valeur de l'inductance L1 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 R2, un
condensateur C2 et une inductance L2.
V(V)
4
D1
D2
D 3
3
2
1
0
5
10
I (mA)
1. Calculer l'impédance Z1 du dipôle D1, Z2 du dipôle D2 et Z3 du dipôle D3 .
2. Donner l'expression de l'impédance de chaque dipôle.
On donne: R2 = 400 Ω; C2 = 800 nF et L2 = 127 mH.
Identifier la résistance, l'inductance et le condensateur aux dipôles D1 , D2 et D3.
Devoir 6P1604991/3
Exercice n° 3: Construction de Fresnel
u1(t)
u2(t)
i(t)
D1
D2
u(t)
On donne:
u1(t) = 3 2 cos(ω.t)
u2(t) = 4 2 cos(ω.t + )
2
1. Représenter le diagramme de Fresnel des trois tensions u(t), u1(t) et u2(t).
2. Calculer la valeur efficace U de u(t).
3. Que représente l'angle de + ?
2
4. On écrit u(t) = U 2 cos(ω.t + φ). Que représente φ? Calculer φ.
Exercice n° 4: Construction de Fresnel bis repetita placent?
u1(t)
u2(t)
i(t)
D1
D2
u(t)
On donne:
u1(t) = U1 2 cos(ω.t)
u2(t) = 3 2 cos(ω.t - )
2
u(t) = 7 2 cos(ω.t + φ)
1. Représenter le diagramme de Fresnel des trois tensions u(t), u1(t) et u2(t).
2. Calculer la valeur efficace U1 de u1(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 2 cos(ωt + φ)
le courant dans le circuit aura pour expression:
i(t) = I 2 cos(ωt).
1. Donner le schéma du montage en précisant le branchament de l'oscilloscope permettant de
visualiser simultanément u(t) sur CH1 et de uR(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
u(t)
tensions (V)
uR(t)
2,8 div
1,25 div
0
-6
0
1
2
3
0,2 ms/DIV
Calculer Umax ; Imax; la fréquence de u(t); l'impédance ZRLC du dipôle; le déphasage de u(t)
par rapport à i(t).
Devoir 6P1604994/3