Quadripôle

MPI
Physique analogique et mesures
Activité.6 : Le pont diviseur de tension
Objectif :
Etudier le pont diviseur de tension, connaître son rôle, ses limites et la relation qui existe entre la tension d’entrée et
de sortie.
1. Présentation :
Un quadripôle est un circuit (ensemble de composants) à 4 pôles comportant deux bornes d’entrée et deux bornes de sortie.
Bornes d’entrée
Quadripôle
Ue
Us
Bornes de sortie
Le pont diviseur de tension reçoit une information représentée par une tension d’entrée ............. .
Cette information est traitée par le quadripôle.
Le résultat de ce traitement se présente sous la forme d’une tension de sortie .......... .
Le pont diviseur de tension est un quadripôle constitué seulement par des conducteurs ohmiques (résistors).
2. Schéma du pont diviseur de tension :
R1
R1
Ue
R2
Us
ou
Ue
R2
Us
Quadripôle
Remarque :
La caractéristique de transfert d'un quadripôle correspond à la courbe Us = f (Ue).
La fonction f est appelée fonction de transfert.
3. Le pont diviseur de tension à vide :
3.1 : Présentation du montage : voir figure ci-contre
Quand aucun dipôle n’est branché entre les bornes S et M : le pont est dit « à vide ».
Il ne débite alors aucun courant : l’intensité du courant de sortie est nulle : is = 0.
E
R1
Ue
3.2 : Etude du pont diviseur <<à vide>> :
3.2.1 : Etude expérimentale :
R2
a) Représenter sur le schéma ci-contre deux voltmètres permettant de mesurer
les valeurs des deux tensions d’entrée Ue et de sortie Us.
b) On fixera les valeurs des 2 résistances : R1 =
et R2 =
Q
M
La tension d’entrée Ue sera délivrée par un générateur de tension continue.
Réaliser ce montage et faites le vérifier par le professeur.
c) Faire l’acquisition de 8 à 10 points, en faisant varier Ue de 0 à 10 V, et compléter le tableau suivant :
Ue (V)
Us (V)
d) Tracer sur le papier millimétré ci-dessous la représentation graphique Us = f (Ue)
e) Déterminer à partir du graphique le coefficient directeur.
is
S
Us
M
f) A l’aide du logiciel synchronie (Voir fiche méthode) :
 Saisissez les valeurs de Ue et Us
 Tracer le graphique Us = f (Ue) qui représente la variation de la tension Us en fonction de Ue.
(Attention Us en ordonnée et Ue en abscisse). Imprimer votre courbe en lui donnant un titre.
 Quelle est l’allure de la caractéristique de transfert U s = f (Ue) obtenue ?
 Par modélisation, déterminer l’équation du modèle U s = f(Ue) qui peut être retenu pour le pont diviseur à vide.
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 En déduire, la pente ou coefficient directeur k de la caractéristique.
 Comparer ce coefficient à la valeur du rapport
R2
.
R1 + R2
 Donner alors la relation entre Us, Ue, R1 et R2.
3.2.2 : Etude théorique : on appellera i l’intensité du courant traversant les deux résistances
a) Quelle est l’expression de la résistance équivalent R e au montage des deux résistances R1 et R2 ?
b) A l’aide de la loi d’Ohm, établir la relation entre U e, i, R1 et R2.
c) Etablir la relation qui existe entre Us, i, et R2.
d) Trouver alors, en éliminant l’intensité i, la relation entre U s et Ue.
3.3 : Rôle et limite d’utilisation du pont diviseur de tension :
a) Expliquer le fonctionnement du montage réaliser ci-dessus, et donner la signification de son nom << diviseur de
tension >>.
b) Est-il facile de réaliser, par ce montage, n’importe quelle tension comprise entre 0 et Ue ?
c) Conclure.
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