TP Physique  N ° 09

Oscillations

électriques libres amorties.

Enoncé.

 

   

Correction

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Programme 2012 :

Programme 2012 : Physique et Chimie

 

Matériel :

Alimentation ajustable ; carte CASSY Lab. Ordinateurs ;

Boîte de condensateurs, bobines (L = 46 mH et r = 8 ,5 Ω), = 18 Ω

Potentiomètre de 1 kΩ.

 

 

I- But

 

-  Créer des oscillations dans un circuit R.L.C. Mettre en évidence l’amortissement des oscillations.

 

II- Le logiciel

-  Ouverture du logiciel et paramétrages.

-  Démarrer CASSY Lab, activer les voies U A1 et U B1.

-  Paramètres de mesure : intervalle entre deux mesures 20 µs – nombre de points : 400

-  Cocher la case déclenchement et sélectionner la voie UA1 – valeur : 7,0 V et sens descendant.

III- Expérience.

 

1)- Montage :

-  Vérifier les valeurs des résistances à l’ohmmètre.

-  Réaliser le montage, le faire vérifier et raccorder à la carte CASSY Lab (voies UA1 et U UB1)

-  Les composants : bobine : L = 46 mH et r = 8,5 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 = 0,50 μF.

2)- Questions préliminaires :

-  Quelle tension visualise-t-on à la voie U A1 ? À la voie U B1 ?

3)- Acquisition :

-  Régler la valeur de la tension aux bornes du générateur : E = 10,0  V

-  Première étape : Basculer l’interrupteur sur la position 1 pour charger le condensateur.

-  Deuxième étape : Réaliser l’acquisition en basculant rapidement l’interrupteur sur la position 2.

-  Quel phénomène met-on en évidence ?

IV- Exploitation et Mesures.

 

1)- Étude quantitative de la courbe : u AM  = g (t).

-  Visualisation de u AM  = g (t) :

-  Adapter les échelles pour une meilleure exploitation des mesures

-  Que représente la courbe obtenue ? Expliquer qualitativement cette courbe.

-  Déterminer la valeur de la pseudo-période T du phénomène observé.

 

2)- Étude de la courbe : i exp = h (t).

-  Créer la nouvelle grandeur i exp = h (t).

-  Visualisation de la courbe : i exp = h (t). Adapter les échelles pour une meilleure exploitation des mesures

-  Expliquer qualitativement cette courbe. Déterminer la valeur de la pseudo-période T du phénomène observé.

-  Comparer avec la valeur précédente. Conclusion.

 

V- Étude énergétique.

 

1)- 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 : E T = E m  +  E c

-  Pour ce faire créer les nouvelles grandeurs correspondantes ? (Prendre 7 décimales)

Rédiger Commenter les courbes obtenues.

-  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 ?

-  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 = 1,0 ms. Quelles remarques peut-on faire ?

 

2)- Si le temps le permet :

a)-     Déterminer la valeur de la pseudo-période T’ de E c ou E L et comparer à la pseudo-période T trouvée au

IV- 1)-

-  Refaire l’acquisition pour différentes valeurs de C et compléter le tableau suivant :

C en μF

0,5

1,0

2,0

T en ms

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

?Commenter les résultats du tableau. Comparer T et T0. Montrer que . Conclusions.