Série D'exercices N°2 - Sciences Physiques LA BOBINE ET LE DIPOLE RL - Bac Sciences Exp (2015-2016) MR Daghsni Sahbi PDF
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Exercice n°1 :
Partie A :
1°) On éloigne le pôle nord d'un aimant de la face d'une bobine (B) fermée sur un milliampèremètre, on constate
que ce dernier indique un courant non nul au cours du déplacement de l'aimant: (Figure-1-)
Face (A) Bobine (B)
N S
A Déplacement
b
8,55
t(ms)
o 4 8
Fig 5
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au bornes du résistor lorsque le régime permanent s’établit .
4°) a°) En exploitant les courbes ,déterminer : E , U 0 et la constante du temps τ du dipôle RL .
b °) Déterminer R et r .
Partie C :Dans cette partie , on étudie la rupture du courant .
1°) comment peut-on procéder pour obtenir ce phénomène.
2°) la rupture du courant dans un dipôle R tot L est –elle instantanée ?
3°) Préciser Le rôle de la diode ?
4°) Etablir l’équation différentielle régissant l’évolution de l’intensité i(t) au cours de la rupture.
5°) Déduire l’équation différentielle en fonction de u BM .
Exercice n°2 :
On se propose de déterminer les caractéristiques L et r d’une bobine .
On réalise le circuit ci-contre qui comporte un générateur
de tension continue de force électromotrice E, un interrupteur K,
la bobine , un rhéostat assimilable à un conducteur ohmique de
résistance R =50Ω. On dispose d’un oscilloscope à mémoire .
Après avoir effectué les branchements nécessaires , on visualise
simultanément sur l’écran de l’oscilloscope les tensions aux bornes
du générateur et de résistor.
On obtient l’oscillogramme ci-dessous ( figure n°2).
1°) Refaire le schéma du circuit et indiquer les branchements effectués avec l’oscilloscope.
2°) Affecter chaque courbe à la tension visualisée.
3°) En se référant aux courbes de l’oscillogramme, déterminer :
a°) La valeur de E.
b°) La valeur de la constante de temps τ du circuit.
4°) En appliquant la loi des mailles ou la loi d’additivité des tensions au circuit proposé, Etablir l’équation
différentielle décrivant les variations de i en fonction du temps.
5°) La solution de i(t) de l’équation différentielle , précédemment établie, s’écrit sous la
forme : i (t ) = Ae −αt + B
a°) Exprimer les constantes A,B et α en fonction des caractéristiques du circuit et donner leurs significations
physiques.
b°) En déduire l’expression de la tension aux bornes du rhéostat.
c°) En déduire les valeurs de r et de L.
Données : * R=50Ω
*sensibilité verticale des deux
voies :1V/division.
*Balayage de temps :0,1ms/division
*L’origine des tensions est sur la droite
MN.
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Exercice n°3 :
On réalise le circuit électrique ci-contre.
Les données sont :
E = 20,4 V ; R 1 = 404Ω ; R 2 = 101 Ω.
A l’aide d’un ordinateur et d’une carte d’acquisition , on obtient les
graphes représentant les variations du courant i(t) au cours de
l’établissement et de la rupture du courant.
Initialement, l’interrupteur est fermé depuis un temps suffisamment
long pour considérer que le régime permanent est installé. A un instant
pris comme origine des dates t=0, on ouvre l’interrupteur K.
di
τ +i = 0 ou τ =
L
dt R2 + r
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Exercice 5 :
On réalise le circuit électrique représenté par la figure 1 comportant , en série, un générateur de tension idéale
de f.e.m E, une bobine d’inductance L réglable et de résistance r=8 Ω, un interrupteur K et un résistor de
résistance R 0 .
A la date t=0 on ferme l’interrupteur K et à l’aide d’un système d’acquisition approprié on enregistre la tension
u B aux bornes de la bobine, on obtient les chronogrammes 1 et 2 (figure 2)
correspondant respectivement à deux valeurs L 1 et L 2 de L. K A
1°) A l’aide de la loi des mailles, montrer que la tension aux bornes de la bobine
u B (0) à la date t=0 est égale à E. Déduire graphiquement la valeur de E.
2°) a°) Comparer les constantes de temps τ 1 et τ 2 correspondant L,r
respectivement à L 1 et L 2 . Comparer alors L 1 et L 2 .
b°) Sachant que L 1 =0,2 H, déduire, à partir du chronogramme, la valeur de L 2 . E B
3°) a°) Etablir l’expression de la tension aux bornes de la bobine lorsque le
régime permanent s’établit. R0
b°) En utilisant le graphe, déterminer R 0 .
4°) a °) Etablir l’équation différentielle régissant les variations, au cours du i
temps, de la tension u B (t) aux bornes de la bobine d’inductance L 1 .
M
b °) Montrer qu’elle s’écrit sous la forme Fig 1
duB uB rE
+ =
dt τ1 L1
uB(V)
Courbe 1
Fig 2
Courbe 2
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