Physique PT Lycée Jules Ferry
Sujets de colles
Table des matières
I Semaine 3 2
I.1 Sujet 1 . . . 2 I.2 Sujet 2 . . . 3 I.3 Sujet 3 . . . 4
Electrocinétique 1 Année 2021-2022
Physique PT Lycée Jules Ferry
I Semaine 3
I.1 Sujet 1
Question de cours: Montage intégrateur. Relation entrée-sortie. Et en TP ?
Exercice 1 :
Etudions le montage ci-contre pour R1 = kΩ, R2 = 2 kΩ et V0= 6 V.
1.Exprimer le potentielV+ de l’entrée non inverseuse en fonction de deV0, VS etβ = R1
(R1+R2).
2.Justifier que l’ALI fonctionne en saturation et déterminer les tensions de basculement entre les états de saturation haute et basse.
3.Représenter graphiquementVS en fonction deVe. Expliquer le nom donné au montage.
4. Le chronogramme de la tension d’entrée du montage est représenté ci-dessous. Tracer celui de la tension de sortie.
Exercice 2 :
Considérons le montage ci-contre, dans lequel les ALI sont idéaux et fonctionnent en régime linéaire. On poseraτi=RiCi, pouriallant de 1 à 3.
1. Etablir les fonctions de transferts : H1 = V1
V3
, H2 = V2
V1
et
H3= V3
V2.
2. Etablir des conditions sur les résistances et capacités pour qu’il y ait oscillations. Quelle est la pulsation d’oscillations ?
3.Déterminer le déphasage entre les tensions de sortieV1 etV2. L’ap- pellation "oscillateur sinus-cosinus" est-elle justifiée ?
Electrocinétique 2 Année 2021-2022
Physique PT Lycée Jules Ferry
I.2 Sujet 2
Question de cours: Montage dérivateur. Relation entrée-sortie.
Et en TP ?
Exercice 1 :
Considérons le montage ci-contre, en supposant l’ALI idéal.
1.Exprimer sa fonction de transfert H =VS
Ve et son impédance d’entrée.
On suppose maintenant que l’ALI se comporte comme un filtre passe-bas du premier ordre avec une pulsation de coupure ωc = 20 rad.s−1. Sa fonction de transfert s’écrit :
µ=VS
ε = µ0
1 +jω ωc
2. Rappeler l’ordre de grandeur deµ0.Commenter celui deωc : est-il adapté à un usage en électronique ?
3.Etablir la fonction de transfert du montage en fonctionnement linéaire et l’écrire sous la forme :
H0= H0 1 +jω
ω0c ExprimerH0et ωc0 en fonction des données.
4.Quel est l’impact de la rétroaction sur le gain ? Sur la bande passante ? Commenter.
Exercice 2 :
Le bloc triangulaire du montage ci-contre est un amplificateur de tension de gain constantG. Il est supposé d’impédance d’entrée infinie, et d’impédance de sortie nulle.
1. Quelles sont les conséquences des hypothèses sur l’impédance d’entrée et de sortie deG? On s’intéressera en particulier au courant d’entrée.
2.Etablir l’équation différentielle vérifiée par i.
3.Pour quelle valeur deGle courantioscille-t-il ? A quelle pulsation ?
Electrocinétique 3 Année 2021-2022
Physique PT Lycée Jules Ferry
I.3 Sujet 3
Question de cours: Comparateur à hystérésis. Représentation du cycle.
Exercice 1 :
Le filtre ci-contre est réalisé avec un AO idéal, etk >1.
1. Quelle relation permet d’exprimer le potentiel de l’entrée + en fonction de la tension de sortie ?
2.Déterminer la fonction de transfert et la mettre sous forme canonique.
3.De quel type de filtre s’agit-il ?
4.Retrouver la valeur du gain statique sans calcul.
5.Quelle condition surkassure la stabilité du circuit ?
Exercice 2 :
Dans le montage ci-contre on suppose qu’à t = 0, le condensa- teur C3 est déchargé et ε > 0, on pose α = R1
R1+R2 et τ = R3C3.
1. Exprimer v3(t) pour t > 0 et tant que l’état de saturation de l’ALI reste le même.
2.En déduire qu’il existe t1 tel que l’ALI bascule en saturation basse. Déterminer t1 en fonction deτ etα.
3. Exprimer v3(t) pour t > t1 en fonction de t0 =t−t1 et avant basculement de l’ALI.
4.Montrer qu’il existet2> t1 tel que l’ALI bascule en saturation haute. Détermi- nert2−t1en fonction deτ et α.
5. Montrer quevs et v3 sont des tensions périodiques de périodeT = 2τln1 +α 1−α. Tracer l’allure des courbes.
Electrocinétique 4 Année 2021-2022
