Chap B.3.4. Dipôles élémentaires en sinusoïdal
But : Etude de composants et de circuits simples en régime sinusoïdal. Vérification expérimentale de la loi d'Ohm en valeur efficace et mesure de déphasage.
Schéma de principe:
Réaliser le montage suivant:
D : dipôle à étudier respectivement R = 100 Ω, L =100 mH, C = 10 µF puis association série R et C ainsi que R et L
On utilise une sonde de courant Voltmètre :
barrer mentions inutiles appareils numérique TRMS – RMS position AC – DC – AC+ DC Ampèremètre :
barrer mentions inutiles appareils numérique TRMS – RMS position AC – DC – AC+ DC
Générateur Basse Fréquence: régler un signal sinusoïdal de valeur efficace 5 V à maintenir pendant toute la manipulation
Oscilloscope
On appelle impédance du dipôle D, notée Z le rapport suivant Z = Ueff/Ieff. Ueff et Ieff étant respectivement la tension aux bornes de D et le courant traversant D.
Rappeller la relation entre le déphasage et le décalage horaire: ϕ i/u =
Expériences
1°)Dipôle résistif (rhéostat de 100 Ω)
Effectuer les mesures et compléter le tableau suivant:
f ( ) Ueff (V) Ieff ( ) Ueff / Ieff ∆t ϕ i/u ( )
100 5
200 5
300 5
400 5
500 5
Comparer la valeur de R et Ueff/Ieff.
Conclusion: L' ZR = et ϕ i/u = La tension est par rapport au courant.
Bernaud J 1/4
GBF
A
V
Voie 1 : tension aux bornes du dipôle étudié
Voie 2:
image du courant dans le dipôle étudié D
Chap B.3.4. Dipôles élémentaires en sinusoïdal
2°)Dipôle capacitif ( condensateur C= 10 µF)
Effectuer les mesures et compléter le tableau suivant:
f ( ) Ueff (V) Ieff ( ) Ueff / Ieff ω (rad.s-1 ) ( Ζ.ω )−1 ∆t ϕ i/u
100 5
200 5
300 5
400 5
500 5
Comparer la valeur de la capacité du condensateur et (Z.ω )-1
Conclusion: L' ZC = et ϕ i/u = La tension est par rapport au courant.
3°)Dipôle inductif ( bobine « parfaite » L= 100 mH) Effectuer les mesures et compléter le tableau suivant:
f ( ) Ueff (V) Ieff ( ) Ueff / Ieff ω (rad.s-1 ) Z/ω ∆t ϕ i/u( )
100 5
200 5
300 5
400 5
500 5
Comparer la valeur de l'inductance de la bobine et (Z / ω) Conclusion: L' ZL = et ϕ i/u = La tension est par rapport au courant.
Bernaud J 2/4
Chap B.3.4. Dipôles élémentaires en sinusoïdal
4°)Dipôle série R et L ( bobine « parfaite » L= 100 mH et rhéostat R= 100Ω)
Effectuer les mesures et compléter le tableau suivant:
f ( ) Ueff (V) Ieff ( ) Ueff / Ieff ( ) ∆t ϕ i/u ( )
500 5
1000 5
1500 5
2000 5
2500 5
3000 5
3500 5
4000 5
4500 5
i(t) est de phase sur u(t)
Tracer ZR,L = f ( f) et ϕ i/u = f (f) dans Synchronie
Faire le calcul avec l'expression théorique de l'impédance et du déphasage de i par rapport à u et tracer les mêmes courbes ZR,L théorique = f ( f) et ϕ i/u théorique = f (f) pour les comparer.
Bernaud J 3/4
GBF
A
V
Voie 1 : tension aux bornes du dipôle étudié
Voie 2:
image du courant dans le dipôle étudié L
R
Chap B.3.4. Dipôles élémentaires en sinusoïdal
5°)Dipôle série R et C ( condensateur C= 10 µF et rhéostat R= 100Ω)
Effectuer les mesures et compléter le tableau suivant:
f ( ) Ueff (V) Ieff ( ) Ueff / Ieff ( ) ∆t ϕ i/u ( )
500 5
1000 5
1500 5
2000 5
2500 5
3000 5
3500 5
4000 5
4500 5
i(t) est de phase sur u(t)
Tracer ZR,C = f ( f) et ϕ i/u = f (f) dans Synchronie
Faire le calcul avec l'expression théorique de l'impédance et du déphasage de i par rapport à u et tracer les mêmes courbes ZR,C théorique = f ( f) et ϕ i/u théorique = f (f) pour les comparer.
Bernaud J 4/4
GBF
A
V
Voie 1 : tension aux bornes du dipôle étudié
Voie 2:
image du courant dans le dipôle étudié C
R
