04/09/2019 III – Signal et rayonnement
III.1 : Oscillateurs libres amortis
Chapitre III.1.1 : Bobine inductive
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Problématiques
1 ère année : Introduction du condensateur
• Régime transitoire : réponse à un échelon de tension et régime libre
• Bilan énergétique
2 ème année : Introduction de la bobine
• Régime transitoire : réponse à un échelon de tension et régime libre
• Bilan énergétique
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A quoi sert une bobine ?
A produire de l’électricité : conversion électromécanique
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Comment ça marche ?
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Mais aussi…
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A changer une valeur de tension
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Plan du cours
1 – Dipôles linéaires
• Rappel : Générateur/Conducteur ohmique/Condensateur
• Nouveauté : Bobine
2 – Circuit RL
• Etablissement du courant
• Régime libre de relaxation
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1. Dipôles linéaires
• Conventions d’orientation o Récepteur ?
o Générateur ?
o Comment choisir ?
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1.1. Dipôles actifs
• = Générateur
• Allure caractéristique
• Deux modèles équivalents : o Thévenin
o Norton
o Corrélation
o Comment choisir lequel utiliser ?
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1.2. Dipôles passifs
Doc 1 – Dipôles passifs utilisés classiquement au laboratoire
Conducteur ohmique Condensateur Bobine
• Modélisation d’un conducteur ohmique : o Modèle :
▪ Caractéristique i = f(u)
▪ Relation entre i et u
▪ Ordres de grandeur de R
o Conséquence énergétique
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• Modélisation d’un condensateur : o Modèle :
▪ Relation entre i et u
▪ Ordre de grandeur de C
o Conséquences :
▪ Dipôle équivalent en régime stationnaire
▪ Aspects énergétiques :
• Énergie emmagasinée
• Continuité
▪ Lois d’association
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• Modélisation d’une bobine :
Doc 2 – Résultat expérimental concernant les bobines
o Elaboration du modèle :
▪ Analyse expérience
▪ Relation entre i et u pour une bobine idéale
▪ Ordre de grandeur de L
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o Conséquences :
▪ Dipôle équivalent en régime stationnaire
▪ Aspects énergétiques :
• Énergie emmagasinée
• Continuité
▪ Lois d’association
o Confrontation modèle-expérience :
▪ Différence entre bobine idéale et bobine réelle
▪ Origine de la résistance interne
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2. Régime transitoire
2.1. Etablissement du courant
• Circuit étudié :
o R et L en série
o Alimentation : générateur continu de tension
• Equation différentielle vérifiée par i(t) : o Loi des mailles
o Forme des solutions o Conditions initiales
• Tracés : i(t), u L (t), continuité ?
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• Durée caractéristique : o Expression
o Intérêt ?
o Evaluation graphique ?
▪ Tangente à l’origine
▪ t =
▪ Temps de montée (oscilloscope numérique) o Influence de L ou R sur le tracé
• Bilan énergétique o Méthode
o Discussion des termes en présence
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Doc 3 – Tracés des courbes i = f(t) dans plusieurs situations d’établissement de courant
E = ??
R = 10 Ω L = ??
R = 10 Ω Deux valeurs différentes de L
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2.2. Régime libre de relaxation
• Circuit étudié :
o Ouverture d’un interrupteur dans le circuit précédent
• Equation différentielle : o Loi des mailles
o Forme des solutions o Conditions initiales
• Tracés : o i(t) o u L (t)
• Bilan énergétique
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2.3. Du cours aux TP
• Circuit à élaborer :
o Visualiser successivement établissement et relaxation o Comment brancher l’oscilloscope ?
o Pourquoi mettre le générateur sur voie 1 ? o Comment choisir la résistance ?
• Réglage du générateur : o Quel type de signal ? o Quelle fréquence ?
• Confrontation théorie/expérience :
o Allure du signal pour des fréquences trop élevées ou faibles ?
o Points de convergence / différence ?
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