Loi d`Ohm en régime variable

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MPI
LOI D'OHM EN REGIME VARIABLE
I. Loi d’Ohm en courant variable
 Nous avons établi la loi d’Ohm pour des tensions et des intensités continues, c’est à dire constantes dans le
temps. La loi d’Ohm est encore valable pour des tensions et des intensités variables.
 Notations : tension continue : U ; courant continu : I
tension variable : u(t) ; courant variable : i(t)
 Par convention, les grandeurs continues sont écrites en majuscule et les grandeurs variables sont écrites en
minuscule : de plus on indique qu’elles dépendent du temps.
Loi d’Ohm en régime variable : u(t) = R i(t)
 Les lois de l’électricité en régime continu sont généralisables en régime variable. (lois des nœuds, lois sur les
tensions)
II. Pour approfondir
 Régler le générateur basses fréquences avec un signal sinusoïdal de fréquence
f = 1,0 kHz
 Régler la tension de sortie (bouton Level) égale à environ 2V à l’aide du
voltmètre en alternatif.
 Puis réaliser le montage ci-contre, générateur basses fréquences éteint avec
R1 = 470  et R2 = 330 .
1) Quelles sont les tensions observées sur chacune des voies ?
(uAB ? uBM ? uAM ?) CH1 : ? CH2 ?
2) Flécher ces tensions uAB, uBM et uAM sur le schéma ci-dessus. Quel est le lien entre ces trois tensions ?
 Régler le G.B.F. avec un signal triangulaire. Ne plus toucher au G.B.F.
 Régler les sensibilités verticales des 2 voies de telle façon que les courbes occupent le maximum d’espace
puis régler la base de temps pour observer au moins une période.
3) Dessiner, ci-dessous, l’oscillogramme, en ayant choisi le même zéro à l’écran pour les deux voies.
Noter la sensibilité de la voie 1 : k1 = ............ V/div ; Noter la sensibilité de la voie 2 : k2 = ............ V/div
Noter la base de temps (ou coefficient de balayage) : A = ............ ............ /div
4) Mesurer la tension maximale voie 1 : Umax1 ; la tension crête à crête (du minimum au maximum) : UCC1
5) Mesurer la tension maximale voie 2 : Umax2 ; la tension crête à crête (du minimum au maximum) : UCC2
6) A partir de l’oscillogramme, déterminer la période T.
7) Par application de la loi d’Ohm, déduire de l’un des graphes celui de i(t). Dessiner le graphe de i(t) ci-
dessus en indiquant la valeur de Imax sur l’oscillogramme.
8) Comment fera-t-on à l’avenir pour visualiser l’évolution d’un courant dans une branche de circuit ?
9) Placer les 2 voies sur la même sensibilité verticale puis appuyer sur la touche CH2INV et mettre en mode
ADD. Quelle est la tension visualisée à l’oscilloscope ? (uAB ? uBM ? uAM ?)
R1
R2
CH1
CH2
M
B
A

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III. Etude du montage
 On notera pour la suite du TP :
 uG(t) la tension sinusoïdale aux bornes du générateur basses fréquences
G.B.F. ;
 i(t) le courant sinusoïdal qui circule dans le circuit ;
 uR(t) la tension aux bornes du conducteur ohmique de résistance R ;
 uL(t) la tension aux bornes de la lampe L.
 Les grandeurs uG(t), i(t), uR(t) et uL(t) ont alternativement des valeurs
positives et négatives.
1) En utilisant la loi d’addition des tensions en régime variable, quelle
relation peut-on écrire entre les trois tensions uG(t), uR(t) et uL(t) ? Exprimer uL(t) en fonction des deux
autres tensions.
2) Ecrire la loi d’Ohm en régime variable aux bornes du conducteur ohmique. Exprimer i(t) en fonction de
uR(t) et de R.
3) Quelle est la tension mesurée la voie 1 ? Quelle est la tension mesurée la voie 2 ?
 Les deux relations précédentes vont nous permettre de tracer la caractéristique de la lampe, c’est à dire la
tension uL(t) en fonction de i(t).
IV. Caractéristique d’une lampe
 Réglage du GBF : tension sinusoïdale, f = 500 Hz et Ueff = 3,0 V (au multimètre en tension alternative).
 Réaliser le montage. Faire vérifier votre montage. Prendre R = 10 
 On veut observer 50 points par période et visualiser 4 périodes.
1) Calculer la période T de la tension sinusoïdale en ms.
2) Déterminer le nombre de points d’acquisition N.
3) Déterminer la durée totale d’acquisition t.
 Faire le paramétrage nécessaire pour l’acquisition : on nommera uG la tension sur la voie 1 et uR la tension
sur la voie 2.
 Faire l’acquisition. Faire vérifier l’allure du graphe. Envoyer vos données dans Regressi.
 Enregistrer le fichier sous le nom : TP06_caracteristique_lampe.
 Créer les variables calculées uL et i.
4) Quelles sont les valeurs extrêmes entre lesquelles évoluent la tension uR(t) ?
5) En déduire alors les valeurs extrêmes entre lesquelles évoluent l’intensité i(t) (utiliser la loi d’Ohm).
6) Mesurer la période T du courant électrique i(t) dans le circuit. En déduire la fréquence f de i(t).
Comparer avec celle du GBF et conclure.
 Visualiser uL en fonction de i.
7) Quelle est l’allure du graphe ? Que peut-on en conclure ?
8) La lampe se comporte-t-elle comme un conducteur ohmique ? Si oui, quelle est la valeur de sa résistance.
L
R
Voie 1
Voie 2
M
B
A