Thierry CHAUVET Terminale S - Page 1/3 Sciences Physiques au Lycée
Classe: TS Nom-Prénom:
TP
Ph ys iq ue - P0 8
Circuits RLC
1- Objectifs
Les objectifs de ce travail sont de:
- Acquérir des mesures et les traiter à l'aide de l'outil informatique.
- Etablir l'expression de la pseudo-période des oscillations électriques libres amorties.
- Déterminer l'influence des différents paramètres sur la pseudo-période des oscillations électriques libres amorties et déterminer les causes de l'amortissement.
Visualiser et caractériser les différents régimes d'oscillations amorties.
2- Montage expérimental
On réalise le montage expérimental ci contre permettant l’étude expérimentale des oscillations libres dans un circuit RLC.
Le condensateur C est placé dans un circuit en série avec une bobine L,r et un conducteur ohmique R.
La résistance totale du circuit est RT=R+r.
On veut étudier l'évolution de la tension uC(t) aux bornes du condensateur.
Que se passera-t-il quand l'interrupteur K est en position 1?
Que se passera-t-il quand l'interrupteur est en position 2?
Indiquer par une flèche le sens du courant i(t) traversant le condensateur.
Compléter le schéma en précisant les tensions uR(t), uL(t) et uC(t) aux bornes de chacun des dipôles R, L et C.
3- Etude de l'influence des différents paramètres
Il s'agit de déterminer l'influence des paramètres du circuit (E, L, C ou R) sur la tension aux bornes du condensateur quand l'interrupteur est basculé en position 2 (décharge du condensateur).
La durée des acquisitions est 5ms avec 500 points de mesure.
Le déclenchement se fera avec une tension seuil de 50mV.
Ne pas oublier d'enregistrer l'acquisition une fois que celle-ci donne satisfaction.
Remarques: - La courbe u1(t) sera la courbe de référence.
- Pour mesurer les pseudos-périodes on fera la moyenne sur les 10 premières oscillations.
- +
C
R L,r
1
2 K
Voie 1
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3-1- Influence de la tension E du générateur - Courbes u
1(t) et u
2(t)
On utilise les réglages suivants C=1F, L=50mH, RT=20(résistance variable sur 0).
Faire une acquisition avec une tension E=2,5V et enregistrer la courbe u1(t) Déterminer la pseudo-période T1correspondant à la tension E=2,5V.
Faire une acquisition avec une tension E=1,5V et enregistrer la courbe u2(t) Déterminer la pseudo-période T2correspondant à la tension E1=1,5V.
Quelle est l'influence de la tension E du générateur sur le fonctionnement du circuit RLC?
3-2- Influence de la résistance totale R
Tdu circuit - Courbes u
3(t) et u
4(t)
On utilise les réglages suivants: E=2,5V, C=1F, L=50mH.
Faire une acquisition avec une résistance totale RT=50 (résistance variable sur 30 et enregistrer la courbe u3(t)
Déterminer la pseudo-période T3correspondant à la résistance RT=40.
Faire une acquisition avec une résistance totale RT=80 (résistance variable sur 60 et enregistrer la courbe u4(t).
Déterminer la pseudo-période T4correspondant à la résistance RT=80.
Quelle est l'influence de la résistance totale RTdu circuit sur le fonctionnement du circuit RLC?
3-3- Influence de la capacité C du condensateur - Courbes u
5(t) et u
6(t)
On utilise les réglages suivants: E=2,5V, C=0,1F, L=50mH, R=20 (résistance variable sur 0
Faire une acquisition avec une capacité C=0,1F et enregistrer la courbe u5(t).
Déterminer la pseudo-période T5correspondant à la capacité C=0,1F.
Faire une acquisition avec une capacité C=0,22F et enregistrer la courbe u6(t).
Déterminer la pseudo-période T6correspondant à la capacité C=0,1F.
Thierry CHAUVET Terminale S - Page 3/3 Sciences Physiques au Lycée Quelle est l'influence de la capacité C du circuit sur le fonctionnement du circuit RLC?
3-4- Influence de l'inductance L de la bobine - Courbe u
7(t) et u
8(t)
On utilise les réglages suivants E=2,5V, C=1F, RT=20(résistance variable sur 0.
Faire une acquisition avec une inductance L=25mH et enregistrer la courbe u7(t).
Déterminer la pseudo-période T7correspondant à l'inductance L=25mH.
Faire une acquisition avec une inductance L=5,5mH et enregistrer la courbe u8(t) Déterminer la pseudo-période T8correspondant à l'inductance L=5,5mH.
Quelle est l'influence de l'inductance L du circuit sur le fonctionnement du circuit RLC?
4- Influence de la résistance totale du circuit sur le régime oscillatoire
On utilise les réglages suivants: E=2,5V, C=1F, L=50mH, R variable.
Faire des acquisitions correspondant à des valeurs de plus en plus élevée de la résistance totale du circuit (RT=120, RT=240RT=460et RT=710).
Que constate-t-on?
Comment expliquer le phénomène observé?
