Etude de la tension aux bornes d`une bobine

Physique - TP N°6 – TS Etude du dipôle RL
R1
6 V
L1(6V ;0,3A)
L2(6V ;0,3A
)
A. La Bobine
Elle est constituée d’un fil de cuivre, enrobé d’un vernis isolant, bobiné sur un axe cylindrique évidé. Elle
possède de ce fait une résistance interne r. On adopte la convention récepteur aux bornes de la bobine.
B. Influence sur le courant dans un circuit
1. Observer l’éclat des 2 lampes
2. Les 2 lampes brillent-elles
instantanément ?
3. En régime permanent les 2 lampes
brillent elles de la même façon ?
C. Etude de la tension aux bornes d’une bobine.
1. Monter en série une bobine, une résistance de 10 k et un générateur basses fréquences (GBF) ;
brancher l’oscilloscope pour visualiser les tensions URL aux bornes du dipôle RL et UL aux bornes de
la bobine.
Attention : les masses du GBF et de l’oscilloscope doivent être reliées !
(Conseil : faites un schéma avant de réaliser le montage). Faites vérifier votre montage avant toute
mise sous tension.
2. Réglages du GBF : le générateur délivre un signal triangulaire de tension crête à crête de 6 V et de
fréquence 500 Hz.
6 V crête à crête
3. Oscillogramme :
Représenter l’allure de URL et UL en fonction du temps sur environ deux périodes.
Notez les valeurs des deux tensions crête à crête et faites apparaître la valeur de la période.(indiquer
les réglages de l’oscilloscope)
4. Montrer que : URL ≈ UR (tension aux bornes de la résistance)
uAB
i
A
B
 Sensibilité horizontale :
 Sensibilité verticale :
Voie 1 :
Voie 2 :

5. Sur une demi période on peut écrire UR = a.t + b (UR est une fonction croissante du temps donc a
est positif) justifiez cette écriture. Calculez a , attention aux unités !
6. Exprimer i intensité du courant électrique qui parcourt le circuit en fonction de R et UR.
7. On peut écrire sur une demi période i = a’.t + b’, donner l’expression de a’ en fonction de a et de R,
en déduire la valeur de di/dt.
8. Mesurer l’amplitude de UL
9. Calculer le rapport UL / (di/dt). Remarque : ce rapport est positif.
10. Reprendre le calcul de ce rapport pour des tensions crête à crête délivrées par le GBF de 10V,
14V, 18V . Conclusion.
UR (crête à crête)
En V
6V
10V
14V
18V
a (pente)
En V.s-1
uL(amplitude)
En V
di/dt
En A.s-1
UL/(di/dt)
En V.A-1.s
D. Dipôle (R,L) soumis à un échelon de tension
1. Compléter le schéma suivant en indiquant les branchements de l’oscilloscope permettant de
visualiser sur la voie 1 la tension uG délivrée par le GBF et sur la voie 2 la tension uR aux bornes de
la résistance R. (sans utiliser de masse flottante). Représenter ces tensions par des « flèches
tensions ».
2. Réaliser ce montage
et les branchements de l’oscilloscope avec R = 1kΩ et L=0,1H environ.
Réglage du GBF : tension en créneaux variant entre 0 et 6V
(Utiliser le bouton OFFSET) et f=700 Hz environ.
3. Effectuer les réglages nécessaires permettant d’observer
l’établissement puis l’annulation du courant dans la bobine.
Représenter l’oscillogramme observé.
4. Observation de la tension aux bornes de la bobine
L’oscilloscope dispose d’une fonction Add qui fait la somme des tensions appliquées aux voies 1 et 2 sur
le même calibre. Il dispose aussi d’une fonction inverseur (-Y2 ou –B ou INV) qui permet d’inverser le
signal de la voie 2. Montrer que l’usage de ces fonctions permet de visualiser la tension uL aux bornes
de la bobine. Actionner la touche Add et la touche –B et représenter sur le même oscillogramme la
tension uL en indiquant les calibres et la durée de balayage choisie.
GBF
R
N
i
 Sensibilité horizontale :
0,2 ms/ div
 Sensibilité verticale :
Voie 1 : 2V/DIV
Voie 2 : 2V/DIV