Tp d`Electronique - Examens 2008

Tp d’Electronique - Examens 2008
Xavier Dubuc
27 avril 2009
1
Examen Juin 2008.
1.1
Question 1.
Donnez la définition ou parlez brièvement de :
– Constante de temps d’un circuit RC
Il s’agit d’une constante caractérisant un circuit RC, on le note τ et il est défini comme τ = RC
Celui-ci caractérise la vitesse de (dé)charge du condensateur présent dans le circuit.
– Jonction p-n
Il s’agit de la jonction séparant les 2 parties d’une diode (par exemple) dans lesquelles il y a des
surplus de «trous» dans la partie p et d’électrons dans la partie n. Dans celle-ci, les électrons libres
et les trous de chaque partie vont se neutraliser.
– Circuit redresseur en pont (Pont de Gratz)
Il s’agit d’un type de circuit composé de plusieurs capacités et diodes ainsi que d’une résistance. Ce
circuit est un circuit «redresseur», c’est-à-dire qu’il permet de produire un courant quasi-continu
avec une source de courant alternative.
– Transistor
Il s’agit d’une fusion de 2 jonctions pn ou np telles que la partie p ou n de l’une correspond avec
celle de l’autre. C’est-à-dire qu’on a des transistors de type «pnp» et «npn», ils servent à augmenter
l’intensité du courant présent dans le circuit.
1.2
Question 2.
Comment se connecte un oscilloscope dans un circuit ? Quelles grandeurs sont visualisées et mesurées ? Supposons visualiser deux signaux inusoidaux. Explicitez les 2 methodes utilisées pour mesurer
leur dephasage.
Il faut le brancher en parallèle car il mesure des tensions, on peut visualiser et mesurer, la tension
maximale, la tension efficace, la période des signaux affichés ainsi que le déphasage entre les 2 signaux.
Pour celà, il y a 2 méthodes, soit affichez les 2 signaux sur la base de temps de l’oscillo et mesurer la
différence entre les 2 courbes sur l’axe des temps. La seconde méthode consiste à visualiser les 2 signaux
l’un en fonction de l’autre via la fonction «Lissajous» et, selon la figure dessinée, il y a différentes façons
de calculer le déphasage.
1.3
Question 3.
Dans l’etude d’un circuit RLC serie alimenté en tension alternative : quelle(s) grandeur(s) a-t-on fait
varier ? Quelle(s) grandeur(s) a t on alors mesurée(s) ? Faire un schema sans oublier les appareils de
mesure !
On a fait varier la capacité C dans un premier temps et par la suite la fréquence f et on a mesuré
l’intensité du courant I.
Quel phenomene physique important a t on mis en evidence ?
La résonance.
1
Pourriez vous retrouver les conditions d’apparition du phénomène a partir de la formule suivante :
q
1 2
)
|Zcircuit | = R2 + (ωL − ωC
et expliquer ?
On aura la résonance si I est maximum, c’est-à-dire Z est minimum, c’est-à-dire lorsque
1
1
1
ωL − ωC
= 0 ⇒ ω 2 = LC
⇒ ω = √LC
.
où Z est l’impédance du circuit, R la résistance du circuit, C la capacité du circuit, L l’inductance de
la bobine et ω est la fréquence de la tension alternative.
Quel déphasage courant/tension d’alimentation mesurerait-on dans ce cas, celui-ci étant théoriquement
(( 1 )−ωL)
donné par la formule ci-dessous : tan Φ = ωC R
.
Aucune idée ...
1.4
Question 4.
Dessinez un circuit électrique qui permet de vérifier la fonction logique ”non ou” et donnez sa table
de vérité. Quel élément utilise-t-on pour visualiser la réponse du circuit ?
Cf. cours là, c’simple ! On utilise des LED’s (Light Emitting Diodes) de contrôle. (Allumé = 1, 0 sinon).
1.5
Question 5.
Quelle valeur (approx - ordre de grandeur) mesurerait on a l’amperemetre du circuit ci contre ?
→ Chaud sans le circuit...
2
Examen Août 2008.
2.1
Question 1.
On alimente un circuit en tension sinusoı̈dale, donnez la forme math. de la variation
U(t) : U (t) = U0 sin (ωt)
Est-ce qu’on branche un oscilloscope en parallèle ou en série dans un circuit ?
Un oscilloscope mesure des tensions, on doit donc le brancher en parallèle.
Quelle(s) grandeur(s) physique(s) un oscilloscope permet il de mesurer ?
Période(T ), tension maximale(Umax ), tension efficace(Uef f ) et déphasage(Φ).
Si on observe au canal 1 : SCHEMA, quelles sont les valeurs de Umax , Uef f et de la
fréquence du signal ? Sans schéma c’est chaud :)...
Donnez le rôle d’une diode en électronique ? (entourer sur le schema)
Elles servent à redresser un circuit, c’est-à-dire faire d’un circuit alimenté en tension alternative un
circuit à tension quasi-constante.
Dessiner l’allure du courant dans le circuit.
Faire un schéma de la constitution d’une diode à jonction(qui explique l’allure du
courant). → schéma d’une n—p ou p—n + explications je supose.
2
2.2
Question 2.
Dessiner un circuit électrique qui permet de vérifier la fonction logique ”non ou” et
donnez la table de vérité. Quel élément utilise-t-on pour le vérifier dans le circuit ?
Cf. cours là, c’simple ! On utilise des LED’s (Light Emitting Diodes) de contrôle. (Allumé = 1, 0 sinon).
2.3
Question 3.
Donnez la relation mathématique qui caractérise la charge et décharge d’un condensateur
a travers une résistance en fonction du temps. Définir constante de temps et temps de
demi-vie.
Q(t) = Q0 (1 − et/τ ) pour la charge, Q(t) = Q0 e−t/τ pour la décharge.
Il s’agit d’une constante caractérisant un circuit RC, on le note τ et il est défini comme τ = RC
Celui-ci caractérise la vitesse de (dé)charge du condensateur présent dans le circuit.
Le temps de demi-vie T1/2 est défini comme T1/2 = τ ln 2 et qui correspond au temps t auquel la
courbe de décharge du condensateur intersecte la courbe de charge.
2.4
Question 4.
Dans l’etude d’un circuit RLC serie alimenté en tension alternative : quelle(s) grandeur(s) a-t-on fait
varier ? Quelle(s) grandeur(s) a t on alors mesurée(s) ? Faire un schema sans oublier les appareils de
mesure !
On a fait varier la capacité C dans un premier temps et par la suite la fréquence f et on a mesuré
l’intensité du courant I.
Quel phenomene physique important a t on mis en evidence ?
La résonance.
Pourriez vous retrouver les conditions d’apparition du phénomène a partir de la formule suivante :
q
1 2
)
|Zcircuit | = R2 + (ωL − ωC
et expliquer ?
On aura la résonance si I est maximum, c’est-à-dire Z est minimum, c’est-à-dire lorsque
1
1
1
ωL − ωC
= 0 ⇒ ω 2 = LC
⇒ ω = √LC
.
où Z est l’impédance du circuit, R la résistance du circuit, C la capacité du circuit, L l’inductance de
la bobine et ω est la fréquence de la tension alternative.
Quel déphasage courant/tension d’alimentation mesurerait-on dans ce cas, celui-ci étant théoriquement
(( 1 )−ωL)
.
donné par la formule ci-dessous : tan Φ = ωC R
Aucune idée ...
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