I- Objectifs.

-  À l’aide de l’oscilloscope, observer l’évolution du décalage relatif de l’intensité par rapport à la tension en fonction de la fréquence imposée par le G.B.F.

-  Déterminer la valeur du rapport  à différentes fréquences pour différentes valeurs de U_m et montrer que ce rapport est constant pour une fréquence donnée.

-  Tracer la courbe de résonance d’intensité d’un circuit R.L.C.

-  Déterminer la fréquence de résonance, la bande passante et le facteur de qualité à l’aide d’un ordinateur.

-  Déterminer l’impédance du circuit à la résonance.

II- Étude à l’oscilloscope.

1)- Montage.

-  Prendre : L₁ = 46 mH  et r₁ = 8,6 Ω , et C = 1,0 µF et R₁ = 18 Ω

-  Avant de réaliser le montage, mesurer à l’ohmmètre les résistances r₁ et R₁.

   Réaliser le montage et le faire vérifier.

-  Réglages du G.B.F :

-  Sélectionner sur le G.B.F un signal sinusoïdal et la gamme de fréquences (× 10)

-  Régler la valeur efficace de la tension de sortie du G.B.F sur 3,0 V.

-  Régler la fréquence du G.B.F sur 1000 Hz.

  Réglages de l’oscilloscope :

-  Faire les réglages nécessaires pour observer les deux tensions à l’oscilloscope.

2)- Observations.

-  Quelle grandeur visualise-t-on à la voie Y_A ? Quelle grandeur visualise-t-on à la voie Y_B ?

-  Quelle grandeur visualise-t-on à la voie Y_B à une constante près ?

-  Comparer sur l’oscillogramme, les périodes des deux tensions observées.

-  Comment varie i dans le circuit ? Comment varie la tension u aux bornes du dipôle R, L, C ?

-  Faire varier rapidement la fréquence du signal délivré par le G.B.F de 200 Hz à 1500 Hz.

-  Observations.

-  Mettre l’oscilloscope en mode XY et recommencer.

-  Observations.

3)- Mesures.

-  On appelle impédance le rapport .

-  Calculer la valeur de Z à la résonance d’intensité du circuit R.L.C.

-  On utilise le fait qu’à la résonance les deux courbes sont en phase en mode dual ou qu'on observe un segment de droite inclinée en mode XY.

-  Faire le calcul de Z₁ lorsque l’on utilise la résistance R₁.

-  Comparer Z₁ avec r +R₁.

-  Déterminer la valeur de la fréquence f_r à la résonance.

-  Comparer f_r  à f₀ fréquence propre du circuit (L, C)

-  Conclure.

III- Étude à l’oscilloscope et à l’ordinateur.

1)- Montage.

-  Le montage ne change pas, on relie le point B du circuit à la voie 1 de la carte CANDIBUS (borne verte),

-  le point A à la voie 2 de la carte CANDIBUS (borne rouge)

-  Et la masse du circuit à la borne noire de CANDIBUS.

  Réglages du G.B.F :

-  Régler la valeur efficace de la tension de sortie du G.B.F sur U_e = 3,0 V.

-  Noter la valeur lue.

-  La tension U_e doit rester constante, il faudra le vérifier à chaque mesure.

  Réglages de l’ordinateur :

-  Lancer le logiciel

-  Sélectionner acquisition, automatique

2)- Mesures.

-  Première série de mesures : prendre R₁ = 18 Ω, la bobine L, r et le condensateur C = 1,0 µF.

  Faire varier la fréquence de 200 Hz à 1300 Hz environ.

-  Pour chaque valeur de la fréquence attendre que le spot se stabilise, puis valider.

-  Répartir les mesures en précisant la courbe au voisinage de la résonance.

-  La valeur affichée en ordonnées est I_m, amplitude de l’intensité qui traverse le circuit.

-  Choisir le menu «exploiter», puis «manuellement».

-  Effectuer le travail indiqué.

3)- Résultats.

-  On utilisera le fait que le voltmètre en position alternatif mesure la valeur efficace de la tension et que .

-  D’autre part aux bornes du conducteur ohmique .

-  Donner la valeur de U_mR, amplitude de la tension aux bornes du conducteur ohmique à la résonance.

-  En déduire la valeur de I_mR, amplitude de l’intensité à la résonance.

-  Sachant que U_e = 3,0 V, en déduire la valeur de U_em, amplitude de la tension aux bornes du dipôle R.L.C.

-  Calculer la valeur de l’impédance du dipôle R.L.C à la résonance et comparer Z₁ avec r + R₁.

-  Déterminer la valeur de la fréquence f_r à la résonance.

-  En déduire la valeur de l’inductance L de la bobine.

-  Déterminer la bande passante à 3dB.

-  En déduire la valeur du facteur de qualitè Q du circuit.

-  On peut faire une impression de la courbe obtenue.

4)- Si le temps le permet recommencer en prenant un conducteur ohmique de résistance R₂ = 1,0 Ω.