TP 2: La Force de Laplace / Étude Du Haut-Parleur: Thème 2: Son Et Musique

chapitre 4: Emetteurs et récepteurs sonores
Thème 2:
Son et musique TP 2: la force de Laplace / étude du haut-parleur
Matériel: Q4 Inverser les bornes du générateur ainsi que les
- un GBF Beckman et un générateur de tension pôles de l'aimant puis faire varier la valeur de
continu 6V-12V l'intensité du courant dans le circuit. De quels
- un aimant droit paramètres dépend la force de Laplace?
- une bobine de fil reliée à un fil souple
- un oscilloscope Compléter la conclusion sur la force de Laplace.
- une webcam Conclusion : un circuit électrique parcouru par un
______________ d'intensité i(A) est placé dans
I) Force de Laplace un champ ____________ d'intensité B(T) .'T' est
le symbole de l'unité de champ magnétique, le
1) mise en évidence de la force de Laplace (voir ________. Le circuit électrique est alors soumis à
p 76 A la force de Laplace une force appelé force de _____________.
a) Réaliser avec l'enseignant l'expérience doc 1 page L'intensité de cette force augmente lorsque
76 et répondre aux questions 1 2 3. l'intensité du courant _____________. Lorsque le
Professeur : sens du courant change, la force de Laplace
Utiliser le GBF pouvant délivrer une tension 6V-12V ___________ de sens également.
et alternative 6V-12V. Approcher l’aimant du circuit
électrique dans les 2 positions (face nord orienté Professeur:
vers le circuit électrique puis la face sud). Observer Conclusion : un circuit électrique parcouru par un
l’effet sur le circuit électrique. Inverser ensuite le courant d'intensité i(A) est placé dans un champ
sens du courant électrique et observer l’effet. magnétique d'intensité B(T) .'T' est le symbole de
l'unité de champ magnétique, le tesla. Le circuit
Régler ensuite le GBF (Beckman) en tension électrique est alors soumis à une force appelé force
alternative avec une fréquence de 1 Hz et un niveau de Laplace. L'intensité de cette force augmente
égale à la moitié de sa valeur maximale. Observer lorsque l'intensité du courant augmente. Lorsque le
l’effet sur le circuit électrique c’est très rigolo. sens du courant change, la force de Laplace change
de sens également.
b) cliquer sur l'animation: force de Laplace
s'exerçant sur une portion de conducteur placé
dans un champ magnétique B. II) principe de fonctionnement d'un HP
(http://physiquecollege.free.fr/physique_chimie_co 1) activité 2 p 71 (hachette éducation),
llege_lycee/lycee/premiere_1S/force_de_laplace_r documents 3 et 4 (à ne faire qu'en fin de TP)
ail_regle_trois_doigts_main_droite.htm) Répondre à la question 3
2) principe de fonctionnement d'un haut parleur

a) Clique sur l'animation: principe de fonctionnement
d'un haut parleur
(http://physiquecollege.free.fr/physique_chimie_co
llege_lycee/lycee/premiere_1S/haut_parleur_force
_laplace.htm).
Observe le sens et l'intensité de la force de
Laplace suivant le sens et l'intensité i du courant
électrique. A partir du doc 2 p 76, nomme sur le
schéma ci dessous les différentes parties du HP
Q1 Schématiser le dispositif.
Q2 Brancher le générateur au circuit électrique (sa
borne rouge sur la borne rouge de la barre
métalique fixe). Dessiner le sens du courant
électrique sur votre schéma. L'aimant créé un
vecteur champ magnétique B orienté du nord vers
le sud. Représenter le vecteur champ sur le schéma
Q3 Fermer l'interrupteur. Quel est l'effet produit
sur la barre métallique?
Faire varier la fréquence et, pour chaque fréquence
du tableau ci-dessous, relever la valeur du niveau
sonore.
Attention :
lorsque vous réglez la fréquence, débrancher le
HP sinon c’est trop pénible à l’oreille. Dès que
vous avez relevé le niveau sonore, débranchez le
HP.
Pour les fréquences comprises entre 20 et 100 Hz
utiliser le calibre 100, pour les fréquences
comprises entre 100 et 1000 Hz utiliser le calibre
1k, pour les fréquences supérieures à 1000 Hz,
utiliser le calibre 10 k.
On se contentera de 2 chiffres significatifs pour
b) A ne faire qu'en fin de TP: lire la partie le haut l’ensemble des mesures (niveau sonore et
parleur électrodynamique de l'activité A p76 fréquence)
(hachette éducation).
f(Hz) 20 30 40 50 60 70 80 90 100
L
III) étude exprimentale d’un HP (dB)
1) relation entre la fréquence de la tension
appliquée au HP et la fréquence du son
f(Hz)
200
300
400
500
750
1000
2000
5000
10000
Régler le bouton niveau du GBF Beckmann au quart
de sa valeur maximale, régler une fréquence f = 100
Hz (calibre 100) et choisir une tension de forme
triangulaire. Relier le GBF Beckmann à un HP.
L (dB)
Capter le son produit grâce à la webcam.

Enregistrer le son à l’aide du logiciel audacity.
Calculer la fréquence du son (voir TP n°1). Comparer
la fréquence du son et celle de la tension
d’alimentation du HP. Conclusion. Q5) Tracer la courbe de réponse du HP sur le
Professeur: la fréquence de la tension électrique papier semi log ou à l’aide d’Excel.
est identique à celle du son émis par le HP. Q6) D’après le document 4 p 71 le HP est-il un
boomer, un médium ou un tweeter ?
2) courbe de réponse d’un HP
Le HP fournit-il le même niveau sonoreL (dB) quelle Compléter le texte suivant:
que soit la fréquence du GBF? Pour le savoir il faut Un HP électrodynamique est constitué
tracer sa courbe de réponse en fréquence. Sur l’axe d'une__________ électrique mobile et d'un
vertical on notera le niveau sonore L en décibel et ________________ fixe. La bobine est placée
en abscisse, sur une échelle logarithmique, la dans le champ magnétique créé par
fréquence en Hertz. On alimente un HP avec un ______________. Lorsque la bobine est parcourue
GBF Beckmann qui délivre une tension alternative par un courant alternatif (tantôt positif tantôt
périodique réglable. Pour des raisons techniques négatif) d'intensité variable, elle est soumise à une
nous utiliserons un signal triangulaire et non force de ______________ qui la fait se déplacer
sinusoïdal. Régler le niveau de sortie du GBF au d'avant en __________. Les déplacements de la
quart de sa valeur maximale et sélectionner le signal bobine sont transmis à la ________________du
triangulaire. Placer le sonomètre sur sa boite à un HP, qui fait vibrer l'air et produit un
cm environ du HP. ___________. La fréquence de la tension envoyée
Réglage du sonomètre : sur le HP est _____________à celle du son produit
- Range : Lo
- Response : F Professeur:
- Funct : A Un HP électrodynamique est constitué d'une bobine
électrique mobile et d'un aimant fixe. La bobine est
placée dans le champ magnétique créé par l' aimant.
Lorsque la bobine est parcourue par un courant
alternatif (tantôt positif tantôt négatif)
d'intensité variable, elle est soumise à une force de
Laplace qui la fait se déplacer d'avant en arrière.
Les déplacements de la bobine sont transmis à la
membrane du HP, qui fait vibrer l'air et produit un
son. La fréquence de la tension envoyée sur le HP
est identique à celle du son produit.
Courbe de réponse relevée en TP
f(Hz) 20 30 40 50 60 70 100
L (dB) 53 58 69 64 69 71 73
f(Hz) 200 300 400 500 750 1000 2000 5000 10000
L(dB) 79 94 92 89 91 82 82 76 79
Papier semi log

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