Étude des systèmes électriques/Travail pratique/Réponse du dipôle (R,C) à un échelon de tension

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Réponse du dipôle (R,C) à un échelon de tension
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T.P. no 1
Leçon : Étude des systèmes électriques

TP de niveau 13.

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Principe des mesuresModifier

 
Le montage a réaliser
  • Le montage est celui schématisé sur la figure ci-contre. L'interrupteur à deux positions (1) et (2) permet de réaliser successivement la charge (l) puis la décharge (2) du condensateur : En position (1), le dipôle (R,C) est soumis à la tension U0 délivrée par le générateur. En position (2), le dipôle (R,C) est soumis à une tension nulle.
  • On pourra régler séparément les valeurs de R et de C.
  • En cas de besoin, on pourra court-circuiter le condensateur pour le décharger plus rapidement.
  • La tension uRC sera visualisée sur la voie EA0, la tension uC est visualisée sur la voie EA1.

Grandeurs étudiéesModifier

Quelle sera la tension visualisée voie EA0 ? Quelle sera celle visualisée sur la voie EA1 ? Exprimer ces tensions en fonctions des lettres P, N, A, B, D. Orienter le courant i(t) dans le dipôle (R,C). Indiquer l'armature pour laquelle on pourra écrire q(t) : C*UC(t)

Prise en main : premières acquisitionsModifier

Choisir une constante de temps de l’ordre de 0,5 s, et une durée d'acquisition de l’ordre de 5 s. On prend U0=5 V (Rappel la constante de temps est égal à R*C)

Partir d'une situation où le condensateur est déchargé. Après lancement de l'acquisition, charger le condensateur (l), puis le décharger (2), le tout en moins de 5s ; on pourra ensuite modifier les différents paramètres. Repérer sur l'enregistrement les échelons montant et descendant, ainsi que les intervalles de temps correspondant à la charge et à la décharge du condensateur.

Étude de la chargeModifier

Tension UC(t)Modifier

Modifier les différents paramètres de façon à n'étudier que la charge, sur une durée d'environ 5 t. On sera amené à demander un déclenchement par seuil de tension, sur la voie EA0, sens montanto à partir de 0,1 V.

Afficher sur une fenêtre : uC(t), uRC(t), uR(t) ( qui aura été calculée préalablement) À quelle expression analytique s'attend-on pour uc(t)? Entrer cette expression dans la feuille de calcul ( avec un autre nom, UC2(t) par exemple) et afficher UC2 dans la même fenêtre afin de vérifier que cette expression est bonne. Vérifier avec une modélisation

Constante de tempsModifier

En utilisant l'une ou I'autre des courbes uC(t)) et i(t), déterminer graphiquement la constante de temps du dipôle (R,C). (Pour l'étude en simulation, celui-ci est déjà tracé). La valeur expérimentale est-elle en accord avec la valeur prévisible par le calcul ? Faire plusieurs nouvelles acquisitions en faisant varier les valeurs de R et C en superposant les acquisitions successives. Conclusions.

Intensité i(t)Modifier

Définir i(t) dans la feuille de calcul et afficher les variations de i(t) Proposer une expression théorique pour i(t) et vérifier cette expression en la superposant à la courbe expérimentale.

Charge q(t)Modifier

Définir la fonction q(t) dans la feuille de calcul, et afficher sur une fenêtre les variations de q en fonction de uc. Que représente la pente de la droite obtenue ? Le vérifier en demandant une modélisation de cette droite.

Étude de la déchargeModifier

Comment faut-il modifier le déclenchement pour n'étudier que la décharge, sur environ 5τ ? Reprendre l' étude précédente.