Physique/T.P n°7/Le circuit R-L

Savoir-faire expérimentaux

Réaliser un montage électrique à partir d’un schéma. Réaliser les branchements pour visualiser les tensions aux bornes du générateur, de la bobine et du conducteur ohmique. Mesurer l’influence de l’amplitude sur l’échelon de tension, de R et de L sur le phénomène observé.

I] Vérification expérimentale de l’expression de la tension aux bornes d’une bobine

Réaliser le montage ci-dessous en utilisant un G.B.F à masse flottante (c’est-à-dire non relié à la terre). La voie 1 visualise la tension aux bornes de la bobine, la voie 2 visualise la tension aux bornes de la résistance.

Mesurer au multimètre l’inductance L de la bobine ainsi que sa résistance interne, vérifier que cette dernière est négligeable devant R.

Choisir une tension d’alimentation triangulaire de fréquence 2 kHz et d’amplitude 2V.

Représenter sur la copie l’oscillogramme obtenu.

Calculer sur une demi-période du_BC/dt=Δu_BC/Δt et mesurer u_AB sur cette même demi-période.

Vérifier que .

Vérifier que la relation reste vraie sur la demi-période suivante.

Cette expérience permet de vérifier la relation donnant la tension aux bornes d’une bobine d’inductance L et de résistance r en fonction de l’intensité i du courant qui la traverse à condition de respecter les conventions ci-dessous :

Ici puisque r est négligeable, de plus u_CB=-R.i de sorte que l’on a bien .

II] Réponse en courant d’une bobine

Réaliser le montage ci-dessous.

Mesurer au multimètre l’inductance L de la bobine ainsi que sa résistance interne r.

1. Réponse à un échelon de tension ; retard à l’établissement du courant

A t=0, on ferme l’interrupteur. Enregistrer à l’aide de l’interface d’acquisition et de Généris 5 l’évolution de la tension aux bornes de la résistance, image de l’évolution du courant dans le circuit puisque u_BM=R.i. On choisira un seuil pour la synchronisation de 0,2 V et une durée d’acquisition de l’ordre de 10 ms (à modifier si besoin).

Objectifs :

• τ, constante de temps du circuit R-L, est la durée au bout de laquelle le courant atteint 63 % de sa valeur définitive en régime permanent. Déterminer τ à l’aide des curseurs de mesure de tension et de temps. Comparer avec la valeur théorique τ=L/R_total.
• Vérifier également que la tangente à la courbe à t=0 coupe l’asymptote horizontale à t=τ.
• Vérifier enfin qu’au bout de la durée 5.τ, le régime transitoire est quasiment terminé, le régime permanent est alors établi avec i=E/(R+r) ou u_BM=R.E/(R+r).

2. Rupture du courant dans la bobine ; retard à l’extinction du courant

On enregistre la tension u_BM(t) lorsqu’on ouvre K. Un courant circule dans le circuit comportant la diode.

Choisir cette fois une synchronisation dans le sens décroissant avec un seuil de l’ordre de (u_BM)_initial –0,2 V.

Objectifs :

• Vérifier qu’au bout de la durée τ, l’intensité du courant ne vaut plus que 37% de sa valeur initiale.
• Vérifier également que la tangente à la courbe à t=0 coupe l’asymptote horizontale à t=τ.
• Vérifier enfin qu’au bout de la durée 5.τ, le régime transitoire est quasiment terminé, le régime permanent est alors établi avec i=0 A ou u_BM=0 V.