Analyse de circuits en rsm

ÉTUDE DU CIRCUIT RL « SÉRIE »
Question 1 :
Prendre un transformateur ( boîte blanche) ; repérer les bornes du primaire ( rouges ) et les bornes du
secondaire ( noires ). Réaliser le circuit ci-dessous.
Le primaire sera branché entre phase et neutre du réseau triphasé ( choisir la borne noire la plus proche du
neutre ( borne bleue )).
B est une bobine avec noyau de fer ( ne pas le faire tomber ! ) et R une résistance .
A
PHASE
BORNE NOIRE
iRB
vB
B
vR
R V
v
NEUTRE
BORNE BLEUE
TRANSFORMATEUR
PRIMAIRE
SECONDAIRE
BORNES ROUGES
BORNES NOIRES
FAIRE VERIFIER
Question 2 :
Mettre sous tension ; mesurer VR et IRB . En déduire la valeur de R .
Déplacer le voltmètre pour mesurer VL . En déduire l’impédance de la bobine et son inductance .
Question 3 :
Construire le diagramme vectoriel des tensions . Référence : iRB ; échelle : 5 V/ cm.
Mesurer sur le diagramme la valeur efficace de V et le déphasage entre iRB et v.
Question 4 :
Mesurer V avec le voltmètre et comparer la valeur mesurée à la valeur de la question 3.
Calculer l’impédance équivalente du circuit par deux méthodes différentes.
Question 5 :
Mesurer V avec le voltmètre et comparer la valeur mesurée à la valeur de la question 3.
Calculer l’impédance équivalente du circuit par deux méthodes différentes.
Question 6 :
Résoudre le problème n°1 de l’annexe
ÉTUDE DU CIRCUIT RL « DÉRIVATION »
Question 7 :
Réaliser le circuit ci-dessous dans lequel B est une bobine avec noyau de fer et R un rhéostat qu’il faudra
régler à 200 Ω .
i
v
iB
A
R
iR
V
B
FAIRE VERIFIER.
Question 8 :
Mettre sous tension ; mesurer IR et V .
Après avoir mis le circuit hors-tension , déplacer l’ampèremètre pour mesurer IB .
FAIRE VERIFIER
Question 9 :
Construire le diagramme vectoriel des courants ( loi des nœuds ). Référence : v ; échelle : 25 mA / cm.
Mesurer sur le diagramme la valeur efficace de I et le déphasage entre i et v.
Question 10:
Après avoir mis le circuit hors-tension , déplacer l’ampèremètre pour mesurer I .
Comparer la valeur mesurée à la valeur déterminée à la question 9.
Question 11:
Calculer l’impédance équivalente du circuit.
Question 12 :
A partir du diagramme vectoriel des courants établir la formule qui permet de calculer l’impédance
équivalente Zeq du circuit en fonction de R , L et ω. On pourra s’inspirer de la méthode utilisée dans le cours
pour le circuit RL série.
Calculer la valeur de Zeq en utilisant cette formule et comparer à la valeur calculée à la question 11.
Question 13 :
Résoudre le problème n°2 de l’annexe
ETUDE DU CIRCUIT RL + C « DÉRIVATION »
Question 14 :
Reprendre le circuit RL de la première étude et le compléter en ajoutant un condensateur de capacité
C = 4,7 µF en dérivation conformément à la figure ci-dessous.
i
vB
B
vR
iRB
R
v
iC
C
TRANSFORMATEUR
FAIRE VERIFIER
Question 15 :
Mettre sous tension ; mesurer successivement IRB , IC et I . Qu’est ce qui peut paraître étonnant au vu de ces
mesures ?
Question 16 :
Construire le diagramme vectoriel des courants ( loi des nœuds ) après avoir complété le tableau ci-dessous .
Référence : v ; échelle : 10 mA / cm.
IRB
IC
I
RB
= ...........................................
en ............................ de ............................. sur v
I'
= ...........................................
en.............................. de .............................. sur v
Mesurer sur le diagramme la valeur efficace de I et vérifier qu’elle est compatible avec la valeur mesurée.
Mesurer sur le diagramme le déphasage entre i et v.
Comparer cette valeur au déphasage entre iRB et v sans condensateur ( circuit RL de la première partie )
Question 17 :
Résoudre le problème n°3 de l’annexe.
ANNEXE
PROBLEME N°1
On étudie le circuit représenté sur la figure ci-dessous , constitué d'une résistance en série avec une bobine
parfaite d'inductance L ; on a relevé les oscillogrammes des tensions vR et vL La valeur efficace du courant
est I = 1,5 A.
1) Déterminer à partir de l'oscillogramme la valeur efficace de la tension vR ( voie CH2 ).
2) Ecrire la relation vérifiée par VR , R et I et en déduire la valeur de la résistance.
3) Déterminer la pulsation ω des grandeurs électriques du circuit.
4) Déterminer VL.
5) En déduire l'impédance de la bobine et en déduire son inductance L .
6) Calculer l’impédance équivalente du circuit .
7) Déterminer la valeur efficace V de la tension de la source .
CH2
CH1
i
vL
L
vR
R
v
CH2
CH1
B A SE DE TEM PS : 2 m s/div
V O IE C H 1 : 20 V / div
V O IE C H 2 : 10 V / div
PROBLEME N°2
On étudie le circuit RL dérivation représenté ci-dessus à
droite ; on donne : R = 65 Ω et L = 0,15 H. La source délivre
une tension de valeur efficace V = 120 V à la fréquence de 50
Hz. On se propose de déterminer la valeur efficace du courant i
en utilisant deux méthodes.
1) Méthode 1 :
a) Calculer les valeurs efficaces de iR et iL.
b) Appliquer la loi des nœuds et en déduire la
valeur de I.
2) Méthode 2 :
a) Etablir la relation permettant de calculer
l’impédance équivalente Z du circuit.
b) En déduire la valeur efficace du courant i.
i
v
iR
R
iL
L
PROBLEME N° 3
On étudie le circuit représenté sur la figure ci-dessous et constitué de trois branches placées en dérivation ; la
source délivre une tension de valeur efficace V = 230 V et de fréquence f = 50 Hz ;
d’autre part, on donne L1 = 0,50 H , R1 = 100 Ω , R2 = 200 Ω et L3 = 0,65 H.
1) Déterminer la valeur de l’impédance équivalent de la branche « 1 » et en déduire la valeur de I1. On
2)
3)
4)
5)
6)
rappelle que pour un circuit « RL série » : Z = R 2 + L2 ω 2
Calculer la valeur efficace du courant i2.
Déterminer I3.
Dessiner le diagramme vectoriel des courants ( loi des nœuds) ; échelle : 1 cm = 0,20 A , référence :v
Déduire du diagramme la valeur efficace du courant i fourni par la source.
En déduire l’impédance équivalente Zéq du circuit.
i
v
A
i2
R1
L1
R2
i3
L3