TP Physique N° 08, Etablissement du courant dans une bobine, énoncé, terminale S, tstp08ph

TP Physique N° 08

Établissement du

courant dans

une bobine.

Enoncé.

   

Correction

 

 


Programme 2012 : Physique et Chimie

Programme 2020 : Physique et Chimie

 

Matériel :   

Bobine ; Générateur de tension ;

Conducteur ohmique R' =  18 Ω ;

Carte CASSY- lab ; Multimètre.

 

I- But

Mettre en évidence le retard à l'établissement du courant dû à une bobine dans un circuit.

Détermination de la valeur de l'inductance propre d'une bobine par différentes méthodes.

 

II- Établissement du courant dans un circuit.

1)- Montage :

-  Réaliser le montage et le faire vérifier. (Mesurer au préalable la valeur des résistances R’ et r)

2)- Logiciel CASSY Lab.

a)- Ouverture du logiciel et paramétrages :

-  Dans le menu démarrer, cliquer sur l’icône CASSY Lab. Dans la fenêtre paramétrages, cliquer sur la partie correspondant à INPUT A, pour l’activer. 

-  Souris clic gaucheCliquer sur paramètres de mesure, et entrer les valeurs suivantes :

-  Fermer toutes les fenêtres.

b)- Acquisitions :

-  Souris clic gaucheCliquer sur l’icône chronomètre de la barre des tâches et fermer l’interrupteur.

c)-  Changement des échelles pour une meilleure exploitation du graphe.

-  Souris clic droitClic droit sur l’axe des ordonnées, et entrer les valeurs suivantes, puis fermer.

3)- Rappels et compléments.

a)-  Loi d'Ohm aux bornes d'un conducteur ohmique : R représente la résistance du conducteur ohmique.

u AB = R.I

b)- Loi d'Ohm aux bornes d'une bobine : L représente l'inductance propre de la bobine et r la résistance de la bobine.

L’unité d’inductance L est le henry, symbole H.

 

III- Exploitation et mesures.

1)- Étude quantitative de la courbe : uBM  = g (t).

a)-  Visualisation de uBM  = g (t) :

-  On utilise l'ordinateur pour enregistrer le phénomène transitoire qui est très bref.

-  Que représente la courbe obtenue ?

-  Expliquer qualitativement cette courbe. 

-  Montrer qu'il existe deux phases. 

-  Donner les limites de chaque phase. 

-  Qualifier chacune des phases. 

-  Quelle est la durée Δt1 de la première phase ?

b)- Déduire de la courbe la valeur maximale de la tension U0 aux bornes du conducteur ohmique lorsque le régime permanent est atteint.

-  Faire un clic droit Souris clic droit sur le graphe, sélectionner : Placer une marque et Ligne horizontale.

-  Pour afficher les coordonnées, faire un clic droit Souris clic droit sur le graphique, puis sélectionner Afficher les coordonnées.

c)-  Déterminer la valeur de la tension U0L aux bornes de la bobine lorsque le régime permanent est atteint.

2)- Étude de la courbe : iexp = h (t).

-  Calcul de la valeur de l’intensité au cours du temps.

-  Souris clic gaucheCliquer sur la boîte à outils,  sélectionner Paramètre/Formule/FFT, puis Nouvelle grandeur.

 

a)-  Déterminer la valeur du courant I0 dans le circuit lorsque le régime permanent est atteint.

b)- Donner la durée Δt1 au bout de laquelle . Que représente Δt1 ?

c)-  Sur la courbe, tracer la tangente au point d’abscisse 0.

Déterminer l’abscisse Δt2 de son point d’intersection avec l’asymptote horizontale.

d)- Comparer Δt1 et Δt2 au rapport .

e)-  Donner l'expression littérale de la loi d'Ohm aux bornes de la bobine et aux bornes du conducteur ohmique.

f)-   Que peut-on dire de la valeur lorsque le régime permanent est atteint ?

En déduire la valeur de la résistance totale R du circuit.

Comparer R et r + R'. Conclusion.

g)- Sachant que la constante de temps du circuit (R, L) : et que d'autre part τ = Δt1 :

voir la question : (III-2)-d), calculer la valeur de l'inductance propre L de la bobine.

h)-  Comparer la valeur trouvée à celle donnée par le constructeur.