Détermination des caractéristiques de différents dipôles : bac STL CLPI Antilles 2011.

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Détermination de la résistance du conducteur ohmique. Le conducteur ohmique de résistance R est branché aux bornes d'un générateur de tension continue. A l'aide d'un voltmètre, on mesure la tension UR aux bornes du conducteur ohmique et à l'aide d'un ampèremètre, on mesure l'intensité du courant IR qui le traverse.  Faire le schéma du montage en précisant l'emplacement de la borne COM des différents appareils. Calculer R. On donne UR = 6,0 V et IR = 20 mA. R =UR / IR = 6,0 / (20 10-3) = 300 ohms. Détermination de l'inductance de la bobine. On réalise le montage suivant constitué du conducteur ohmique de résistance R et de la bobine d'inductance L de résistance négligeable. On observe sur l'écran de l'oscilloscope les deux courbes représentées ci-dessous. Déterminer la période T, la fréquence f et la pulsation w. f = 1/T = 1/0,020 = 50 Hz ; w = 2pf = 6,28*50 = 314 ~3,1 102 rad/s. Quelle est la grandeur visualiser sur la voie 1 ? Sur la voie 2 ? On visualise uR sur la voie 1. On visualise u(t) = uR+uL sur la voie 2, soit la tension aux bornes du générateur. Quelle courbe permet d'avoir l'image de i(t) ? Justifier. La tension aux bornes du conducteur ohmique est proportionnelle à l'intensité du courant qui le traverse. UR(t) est l'image de l'intensité au facteur R près. Déterminer en précisant son signe, le déphasage f de la tension u(t) par rapport à i(t). Lorsque les deux courbes sont croissantes, la première qui passe par un maximum est en avance sur l'autre ; u(t) est en avance sur i(t). Donner les valeurs maximales des tensions u(t) et uR(t). En déduire les valeurs eficaces de u(t) et uR(t). Ueff = Umax / 1,414 =6,0 / 1,414 =4,24 ~4,2 V ; UR eff = UR max / 1,414 =4,4 /1,414  ~3,1 V. En déduire la valeur efficace de I si R = 300 ohms. Ieff = UR eff  / R = 3,1 / 300 =0,01037 ~0,010 A. On donne la représentation de Fresnel des tensions u(t) et uR(t). Sachant que uR(t) est prise comme référence, identifier en justifiant, les vecteurs associés aux tensions. u(t) est en avance sur uR(t) et uR(t) sert de référence.   Détermination de la capacité d'un condensateur. Le condensateur de capacité C est placé en série avec un conducteur ohmique de résistance R = 300 ohms et une bobine d'inductance L = 0,46 H et de résistance négligeable. Le circuit est alimenté par une tension sinusoïdale u(t) de fréquence f = 1,0 102 Hz. On constate que cette tension est en phase avec le courant i(t) circulant dans le circuit. Comment appelle t-on ce phénomène ? Résonance d'intensité. Rappeler dans ce cas la relation entre L, C et f. LC (2pf)2 = 1. En déduire la capacité C du condensateur. C = 1 / (L (2pf)2) = 1 / (0,46 (628)2) =5,5 10-6 F = 5,5 µF.

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