TP03 - Facultés - Université de Jijel

Travaux Pratiques
Physique 02
TP n° 03 & 04 :
bobines et condensateurs
Université de Jijel
Faculté des Sciences et de la
Technologie
Département EFST
ere
1 Année ST
Année 2016/2017
Semestre 2
1. But de TP :
-
Identification des différents types des bobines et des condensateurs.
-
Vérification de la loi d’association des bobines et des condensateurs.
2. Matériels utilisés :
-Alimentation alternative., Générateur à Basse Fréquence (GBF), Deux Voltmètres, Ampèremètre, Boites
d’inductances, Boites de condensateur à cascade et Fils de connexion.
3. Partie théorique
Dans un circuit électrique en régime alternative, l’impédance
d’un circuit peut être écrite en nombre
complexe sous cette forme :
avec :
: la résistance de l’impédance , c’est la partie réelle de l’impédance .
: la réactance de l’impédance , c’est
la partie imaginaire de l’impédance .
a- L’impédance est purement résistive :
b- L’impédance est une inductance (bobine) réelle : l’impédance est donnée par :
: La résistance interne de l’inductance, son unité est l’Ohm [Ω].
est l’Ohm [Ω].
c- L’impédance est une inductance (bobine) pure
Pour les inductances, la réactance
:
.
La réactance de l’inductance, son unité
: dans ce cas l’impédance sera :
est définit par :
: La pulsation de signal de générateur à basse fréquence (GBF), exprimée en radian par second [rad/s].
L’inductance de la bobine, elle est exprimée en Henry [H].
: La fréquence de signal de générateur à basse
fréquence (GBF), exprimée en Hertz [Hz].
d- L’impédance est un condensateur réel : l’impédance est donnée par :
: La résistance interne de condensateur.
.
: La réactance de condensateur, son unité est l’Ohm [Ω].
e- L’impédance est un condensateur pur
Pour les condensateurs, la réactance
:
: dans ce cas l’impédance sera :
est définit par :
: La capacité de condensateur, elle est exprimée en Farad [F].
f-
Cas où on ajoute une résistance externe R en série avec l’impédance
 la réactance de la bobine
:Dans ce cas l’impédance totale est :
. la réactance du condensateur
.
Si la résistance interne est nulle
, on trouve :
4.
.
Partie expérimentale
4.1 Calcule des valeurs de plusieurs inductances :
1) Fixer la tension
d’alimentation sur 3 Volts, utiliser l’inductance :
L1=4.5mH ; R1int=9 ohm
2) Lire sur le voltmètre la valeur de tension aux bornes de l’inductance
3) Lire sur l’ampèremètre la valeur de courant .
I
.
3V E
L1=4,5 mH
V
A
4) Refaire la même chose pour les deux autres inductances :
Proposé par Mr. Naamane MOHDEB
5
Travaux Pratiques
Physique 02
TP n° 03 & 04 :
bobines et condensateurs
Université de Jijel
Faculté des Sciences et de la
Technologie
Département EFST
ere
1 Année ST
Année 2016/2017
Semestre 2
LL22=9mH ; R2int=14.8 Ω et L3=1H ; R3int=468 Ω
Valeur
théorique de
l’inductance
(utilisée dans
la mesure)
Valeur de
la tension
au borne
de
l’inductance
Valeur
de
courant
parcouru
dans le
circuit
Valeur de
la
résistance
interne
totale
Valeur de
l’inductance
calculée de
l’expérimentale
Erreur absolu
4.2 Calcule de la valeur d’une inductance fixe :
1) Varier la tension
I
d’alimentation de 2 à 5 Volts, utiliser l’inductance :
L3.=1H ; R3int=468 Ω
2) Lire sur le voltmètre la valeur de tension aux bornes de l’inductance .
V
L1=1H
V
E
A
3) Lire sur l’ampèremètre la valeur du courant .
4) Compléter le tableau.
5) Tracer la courbe de variation de la tension aux bornes de l’inductance
en fonction de courant .
6) Calculer la pente de cette courbe, que représente cette valeur de la pente ?
7) Déduire la valeur de l’inductance à partir de la valeur de la pente,
la tension au
borne de
l’inductance
tension
d’alimentation
Valeur de
l’impédance
Valeur de
courant
Valeur de
l’inductance
2 volt
3 volts
4 volts
5volts
4.3 Vérification de la loi d’association des inductances :
1) Réaliser les Montages. On donne (L1=4.5mH ; R1int=9 Ω) , (L2=9mH ; R2int=14.8Ω) ; (L3=1H ; R3int=468Ω)
I
L1
L2
L1
I
A
5V E
L3
V
5V E
V
L2
L3
A
Montage-A
2) Trouver la valeur théorique de l’inductance équivalente
Montage-B
, reporter cette valeur dans le tableau.
3) Calculer pour ce montage et à partir des données de la mesure, la valeur de l’inductance équivalente
Montages
Montage-A
Montage-B
Valeur de la
tension
d’alimentati
on
Valeur de la
tension au
borne de
l’inductance
Valeur
de
courant
Valeur
théorique
de
l’inductance
équivalente
Valeur de
l’impédanc
e
valeur
expérimentale
de l’inductance
équivalente
.
Erreur absolu
5 Volts
5Volts
Proposé par Mr. Naamane MOHDEB
6
Travaux Pratiques
Physique 02
TP n° 03 & 04 :
bobines et condensateurs
Université de Jijel
Faculté des Sciences et de la
Technologie
Département EFST
4)
Comparer les valeurs de l’inductance théorique
ere
1 Année ST
Année 2016/2017
Semestre 2
par rapport aux valeurs expérimentales
.
5) Débrancher tous les fils de montage-A, puis réaliser le montage-B. Est-ce que la loi d’association des
inductances est-vérifiée ?
6) Quelles sont les causes des erreurs observées ?
7) Donner tous vos remarques et conclusions
4.4 Calcule des valeurs de plusieurs capacités :
1) Fixer la tension
I
15V
d’alimentation sur 15 Volts, utiliser le condensateur :
et
C1=8,2 µF
C3=0.5 μF
2) Lire sur le voltmètre la valeur de la tension aux bornes du
condensateur . Lire sur l’ampèremètre la valeur de courant .
V
E
.
3) Reporter les résultats sur le tableau .
A
Valeur
(utilisée dans
la mesure)
la tension
au
borne de
la
capacité
courant
parcouru
dans le
circuit
résistance
interne
totale
Valeur
expérimentale
de la capacité
(calculée)
Erreur
absolu
C3=0.5 μF
4.5 Calcule de la valeur d’une Capacité fixe :
1) varier la tension
d’alimentation de 5 à 20 Volts, utiliser la capacité :
I
.
C=4,7 µF
2) Lire sur le voltmètre la valeur de la tension aux bornes de la capacité . Lire
5V E
sur l’ampèremètre la valeur de courant .
3) Tracer la courbe de variation de la tension aux bornes de la capacité
en
V
A
fonction de courant .
4) Calculer la pente de cette courbe, que représente cette valeur de la pente ?
5) En déduire à partir de la valeur de la pente, la valeur de la capacité .
Valeur de la
tension
d’alimentation
5 volts
10 volts
15 volts
20 volts
Valeur de la tension
au borne de la
capacité
Valeur de
courant
Valeur de
l’impédance
Valeur de la
capacité
4.6 Vérification de la loi d’association des capacités :
1) On donne
,
2) Trouver la valeur théorique de la capacité équivalente
Proposé par Mr. Naamane MOHDEB
et, . C =0.5 μF
3
, reporter cette valeur dans le tableau.
7
Travaux Pratiques
Physique 02
TP n° 03 & 04 :
bobines et condensateurs
Université de Jijel
Faculté des Sciences et de la
Technologie
Département EFST
ere
1 Année ST
Année 2016/2017
Semestre 2
3) Calculer pour ce montage-A et à partir des données de la mesure, la valeur de la capacité équivalente
4) Comparer les valeurs de la
capacité théorique
par
rapport
aux
expérimentales
I
C1
C
Montage-A
Montage-B
C1
I
valeurs
A
.
V
20 E
5) Débrancher tous les fils de V
A
montage-A, puis réaliser le
Montage-A
montage-B.
6) La
loi
d’association
des
capacités est vérifiée ou non ?
1) Quelles sont les causes des erreurs observées ?
Montages
.
Valeur de la
tension
d’alimentati
on
Valeur de
la tension
aux bornes
de la
capacité
Valeur de
courant
C
20
E
V
C2
C3
Montage-B
Valeur
théorique de
l’inductance
équivalente
valeur
expérimentale
de la capacité
équivalente
Erreur absolu
20 Volts
20Volts
Proposé par Mr. Naamane MOHDEB
8