TP n°19 :Etablissement du courant dans un circuit R,L série 

 

Matériel :

-         1 Bobine à noyau

-         un générateur basse fréquence

-         1 résistances (1000W, 1/4W,5%)

-         1 Oscilloscope

 

I. Etude expérimentale

 

 

 

 

 L=1 H ; R =1000 W

Régler le G.B.F  pour qu’il délivre une tension carrée 0-E=3V de fréquence 250 Hz.

I-1. De quelle grandeur électrique la tension u_R(t) (t) donne-t-elle l’image ? Justifier.

I-2. Court-circuiter la bobine (K fermé) et observer la tension u_R(t). Relever l’oscillogramme de cette tension.

I-3. Ouvrir K et relever sur le même graphe qu’au I-2. Le nouvel oscillogramme de u_R(t). Faire attention à la concordance de temps.

I-4. Dans le cas où la bobine n’est pas court-circuitée (K ouvert), l’établissement du courant dans le circuit est-il instantané ? En vous appuyant sur la loi de Lenz, donner une explication.

I-5. A partir de la courbe du I-3, à l’établissement du courant dans le circuit :

I-5-1. Relever la valeur de u_R(t) en régime permanent, en déduire la valeur de i(t) en régime permanent et la comparer à E/R.

I-5-2. Relever le temps de réponse t à 63%.

I-5-3. Calculer L/R et comparer le résultat à la valeur de t.

I-5-4. Relever le temps de réponse à 95%. Comparer à 3t.

I-5-5. Déterminer l’instant pour lequel la tangente à l’origine de la courbe u_R(t) coupe son asymptote

horizontale. Comparer à t.

 

II. Exercice : Etude de l’établissement du courant dans un circuit R,L série.

 

Pour le montage du I ; mais cette fois, on applique un échelon de tension (0-E) entrée du circuit R,L.

II-1. Ecrire la relation entre u_L, Ri et E.

II-2. Rappeler la relation tension-courant pour une bobine parfaite.

II-3. En déduire une relation entre Di/Dt, i, E, R et L.

II-4. D’après cette relation, peut-on dire que la courbe i=f(t) est une droite ?

II-5. L’équation de asymptote à la courbe i = f(t) est obtenue lorsque Di /Dt=0. Trouver l’équation de cette asymptote.

II-6. La pente de la tangente à l’origine de la courbe est obtenue lorsque i = 0. Trouver l’équation de la tangente à l’origine de la courbe.

II-7. Pour quelle valeur de t la droite précédente passe-t-elle par le point d’ordonnée i = E/R ?

II-8. Rappeler l’expression de la constante de charge t en fonction de L et R.

II-9. Rappeler l’ expression de i(t) en fonction de E/R.

II-10.  R = 500 W , L = 0,5 H et E = 10 V

II-10-1. Calculer t et i (t) et i(3t).

II-10-2. En utilisant l’échelle  en abscisse         1cmà 0,25 ms , tracer :

                                                            en ordonnée    1cmà 2 mA

                        II-10-2-1. Tracer la tangente à l’origine de la courbe i = f(t)

                        II-10-2-2. Tracer l’asymptote horizontale à la courbe i = f(t)

                        II-10-2-3. Placer les points A(t ,i (t)) et B(3t,i(3t)).

II-10-2-4. Tracer l’allure théorique de la courbe i = f(t)