TP réponse d'un circuit RC à un échelon de tension.
I. Objectifs:
Réaliser un circuit électrique simple.
Utiliser un oscilloscope pour mesurer des tensions et des durées (rappel des
réglages).
Etudier le comportement d'un condensateur soumis à une discontinuité de tension.
II. Manipulations:
Réglages de l'oscillographe:
- sélection du mode balayage à la vitesse 2 ms/div (sélecteur time/div),
- choix de la sensibilité en voie A: 0,5 V/div.
Réglage du GBF:
Le GBF (générateur basses fréquences) produit des tensions périodiques
de forme et de fréquence réglables.
Choisir un signal en créneaux d'une fréquence de 1OO Hz (10x10).
Agir sur le bouton sortie pour obtenir une tension crête à crête de 1V.
Le schéma ci-contre donne UGBF =f(t)
Jouer sur le décalage du GBF pour observer une tension variable entre
0 et 1V (oscillographe en mode DC).
Ne plus modifier les réglages du GBF.
Décrire la tension délivrée par ce générateur. A quel dispositif
simple peut-il être comparé ?
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Le circuit à réaliser est le suivant:
Que mesure la voie A ?
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Branchement de la voie B :
Brancher la voie B de l'oscillographe de manière à visualiser la tension uQM
aux bornes du condensateur.
Représenter le branchement sur le schéma.
III. Observations et commentaires:
Expérience 1 : R = 10 k W et C = 0,1 µF
- Représenter, sur papier quadrillé, les oscillogrammes le plus soigneusement
possible. Préciser sur le schéma les sensibilités choisies.
- La tension en créneaux est une fonction discontinue du temps. Que dire de
la tension aux bornes du condensateur?
- Comparer les périodes deux tensions observées.
- Montrer que le produit RC est homogène à un temps. On l'appelle la constante
de temps (t) du circuit .Calculer sa valeur. Déterminer
la constante de temps sur l'oscillogramme (prendre une durée de balayage de
1 ms/div et suivre les indications de la fiche méthode annexe). Comparer à la
valeur théorique.
- Mesurer sur l'oscillogramme l'ordre de grandeur du temps nécessaire à l'établissement
du régime permanent.
Expérience 2 : R = 10 k W et C = 0,2 µF
- Observer et commenter les modifications sur l'oscillogramme.
- Déterminer la constante de temps sur l'oscillogramme (prendre une durée de
balayage de 1 ms/div). Comparer à la valeur théorique.
- Mesurer sur l'oscillogramme l'ordre de grandeur du temps nécessaire à l'établissement
du régime permanent (au besoin, diminuer la fréquence du GBF).
Expérience 3 : R = 5
k W
et C = 0,1 µF
- Observer et commenter les modifications sur l'oscillogramme.
- Déterminer la constante de temps sur l'oscillogramme (prendre une durée de
balayage de 1 ms/div). Comparer à la valeur théorique.
- Mesurer sur l'oscillogramme l'ordre de grandeur du temps nécessaire à l'établissement
du régime permanent.
Expérience 4 : R = 10 k W et C = 0,1 µF
Multiplier par 10 la valeur de la fréquence de la tension délivrée par le GBF.
Observer et commenter les modifications sur l'oscillogramme. Le régime permanent
a-t-il le temps de s'installer? justifier.
On dit que les condensateurs se comportent comme
des interrupteurs en courant continu mais qu'ils laissent passer les courants
hautes fréquences. Commenter cette affirmation à la lumière des expériences
réalisées.