TP Physique N° 09 ter |
Oscillations électriques libres amorties. Enoncé. |
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Programme 2012 : Programme 2020 : |
Matériel |
Alimentation
ajustable; carte CANDIBUS. Ordinateurs ;
WinLABO2 Boîte de condensateurs, bobines (L = 45 mH et r = 8 ,8 Ω, R = 18 Ω , potentiomètre de 1 kΩ |
- Créer des oscillations dans un circuit R.L.C. Mettre en évidence l’amortissement des oscillations.
1)-
Mise en place : cliquer sur
l’icône
WinLABO2. Sélectionner : ouvrir une
nouvelle page et
(clic gauche).
2)- Préparation à l’acquisition.
Étape
N° 1 |
Étape
N° 2 |
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Sur la barre de menu Sélectionner
Acquisition
puis
Créer variables
puis
Deux Voies
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Sur la barre de menu Sélectionner Acquisition
Options Remplacer les données
Variation
de tension |
Réglages
Synchronisation : voie 1 Sens : croissant Seuil : 0,00 V
puis
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Étape
N° 3 |
||
Sur
la barre de menu Sélectionner
Acquisition
Réglages
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Nombre de points : À déterminer !!! Intervalle de temps entre deux mesures :
À
déterminer !!! |
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Détermination de l’intervalle de temps et du nombre de points : on veut observer entre 5 et 10 périodes ; la durée d’une période est voisine de 1 ms. Déterminer la durée totale de l’enregistrement, puis l’intervalle de temps entre deux points consécutifs sachant que l’on veut au minimum 25 points par période. Entrer les valeurs
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1)- Montage :
Faire le schéma normalisé du montage, le réaliser et le faire vérifier et raccorder à la carte CANDIPLUS (voie 1 verte et voie 2 rouge)
-
Les
composants : bobine :
L
= 45 mH et r = 8,8
Ω , une
boîte de condensateurs et un conducteur ohmique
R = 18 Ω.
-
Réglage
de la valeur de la capacité du condensateur :
- Pour commencer, régler la boîte de condensateurs C = 1,0 µF.
2)- Questions préliminaires :
- Quelle tension
visualise-t-on à la voie 1
? à la voie 2
? Quel phénomène met-on en évidence ?
3)- Acquisition :
- Régler la valeur de la tension aux bornes du générateur : E = 5,0 V
- Première étape : basculer l’interrupteur sur la position 1 pour charger le condensateur.
Deuxième
étape |
Acquisition
Réglages
|
puis
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- Troisième étape : basculer rapidement l’interrupteur sur la position 2 pour décharger le condensateur dans la bobine.
1)- Étude quantitative de la courbe : u AM = g(t).
- Visualisation de u AM = g(t) :
Cliquer sur l’icône
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Mettre
t
en abscisses (X) |
- Donner un titre au graphe obtenu :
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Pour le titre du
graphe taper : |
- Que représente la courbe obtenue ?
- Expliquer qualitativement cette courbe.
- Déterminer la valeur de la période T du phénomène observé.
- Pour cela, il faut utiliser les curseurs.
Choix des curseurs
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Puis déplacer les lignes bleues. |
2)- Étude de la courbe : i exp = h(t).
- Calcul de la valeur de l’intensité au cours du temps. Placer le curseur dans la colonne D.
Cliquer sur la Variable,
Puis Ajouter |
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Taper la formule: |
- Visualisation de la courbe : i exp = h(t).
Cliquer sur l'icône
|
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Mettre t en abscisses (X)
et
i en ordonnée (Y) |
- Donner un titre au graphique : i exp = h(t).
- Expliquer qualitativement cette courbe. Déterminer la valeur de la période T du phénomène observé. Comparer avec la valeur précédente. Conclusion.
3)- Mesures.
- Refaire l’acquisition pour différentes valeurs de C et Compléter le tableau suivant :
C
en mF |
0,5 |
1,0 |
2,0 |
T
en ms |
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-
Commenter les résultats du tableau. Comparer
T et
T0. Montrer que
. Conclusions.
1)- Acquisition :
- Refaire une acquisition en prenant C = 1 µF.
2)- Représenter sur un même graphique les variations :
- De l’énergie aux bornes du condensateur,
- De l’énergie aux bornes de la bobine,
- De l’énergie totale du circuit :
? Commenter les courbes obtenues.
? Donner les caractéristiques des différentes courbes.
- Déterminer au temps t = 0 s, la valeur de l’énergie totale dans le circuit, la valeur de l’énergie emmagasinée dans la bobine et la valeur de l’énergie emmagasinée dans le condensateur.
- Recommencer pour t = 0,00040 s. Quelles remarques peut-on faire ?
- Pourquoi l’énergie totale diminue-t-elle au cours du temps ?
Lorsque l’énergie emmagasinée par le condensateur atteint une valeur maximale, que peut-on dire de la valeur prise par l’énergie emmagasinée par la bobine ? et inversement ?
3)- Si le temps le permet : on peut représenter sur le même graphe les variations de la tension u AM aux bornes de la bobine et les variations de l’intensité i du courant dans le circuit (il faut créer une nouvelle variable : i * 100 pour adapter les échelles). Quelles sont les remarques que l’on peut faire ?
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