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Exercice n1 : Partie A : 1) On loigne le ple nord d'un aimant de
la face d'une bobine (B) ferme sur un milliampremtre, on constate
que ce dernier indique un courant non nul au cours du dplacement de
l'aimant: (Figure-1-)
a) Prciser l'inducteur et l'induit. b) Qu'appelle-t-on le
courant dtect par le milliampremtre? 2) a) Quelle est la loi qui
prvoit le sens de ce courant? Enoncer cette loi. b) En appliquant
cette loi, reproduire ce schma et indiquer sur la figure le sens de
ce courant? Justifier
c) Au cours du dplacement de l'aimant, la face (A) de la bobine
constitue t-elle une face sud ou une face nord Partie B : On ralise
le circuit lectrique suivant qui comporte :
?
*un gnrateur dlivrant une tension constante E . *une bobine
dinductance L = 0,4 H et de rsistance r . *un rsistor de rsistance
R . 1) A instant t = 0 on ferme linterrupteur et on procde
lacquisition on obtient les courbes de la figure (figure 5) a )
Indiquer les tensions visualises par les voies Y1 et Y2
2) Etablir lquation diffrentielle vrifie par la tension u
. b) Identifier les courbes a et b . Justifier la rponse et
expliquer qualitativement lallure de la courbe b .
BM
3) En appliquant la loi des mailles donner les expressions de
lintensit de courant Iaux bornes du rsistor.
0 et de la tension U0
R
L
E E
(L,r)
M
B
A VoieY1
VoieY2
Fig4
Face (A)
Dplacement
Bobine (B)
A
N S
8,55
u(v)
9
t(ms)
Fig 5
4
a
b
o 8
Niveau : 4 me math, Prof : Daghsni Sahbi sc.expert, tech et
info
Srie n2 sciences physiques
Physique : Thme : Diple RL
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au bornes du rsistor lorsque le rgime permanent stablit . 4) a)
En exploitant les courbes ,dterminer : E , U0 et la constante du
temps du diple RL . b ) Dterminer R et r .
Partie C :Dans cette partie , on tudie la rupture du courant .
1) comment peut-on procder pour obtenir ce phnomne. 2) la rupture
du courant dans un diple RtotL est elle instantane ? 3) Prciser Le
rle de la diode ? 4) Etablir lquation diffrentielle rgissant
lvolution de lintensit i(t) au cours de la rupture. 5) Dduire
lquation diffrentielle en fonction de uBMExercice n2 : On se
propose de dterminer les caractristiques L et r dune bobine . On
ralise le circuit ci-contre qui comporte un gnrateur de tension
continue de force lectromotrice E, un interrupteur K, la bobine ,
un rhostat assimilable un conducteur ohmique de rsistance R =50. On
dispose dun oscilloscope mmoire . Aprs avoir effectu les
branchements ncessaires , on visualise simultanment sur lcran de
loscilloscope les tensions aux bornes du gnrateur et de rsistor. On
obtient loscillogramme ci-dessous ( figure n2). 1) Refaire le schma
du circuit et indiquer les branchements effectus avec
loscilloscope. 2) Affecter chaque courbe la tension visualise. 3)
En se rfrant aux courbes de loscillogramme, dterminer : a) La
valeur de E. b) La valeur de la constante de temps
.
du circuit. 4) En appliquant la loi des mailles ou la loi
dadditivit des tensions au circuit propos, Etablir lquation
diffrentielle dcrivant les variations de i en fonction du temps. 5)
La solution de i(t) de lquation diffrentielle , prcdemment tablie,
scrit sous la
forme : BAeti t += )( a) Exprimer les constantes A,B et en
fonction des caractristiques du circuit et donner leurs
significations physiques. b) En dduire lexpression de la tension
aux bornes du rhostat. c) En dduire les valeurs de r et de L.
Donnes : * R=50 *sensibilit verticale des deux voies
:1V/division. *Balayage de temps :0,1ms/division *Lorigine des
tensions est sur la droite MN.
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Exercice n3 : On ralise le circuit lectrique ci-contre. Les
donnes sont : E = 20,4 V ; R1 = 404 ; R 2
Initialement, linterrupteur est ferm depuis un temps
suffisamment long pour considrer que le rgime permanent est
install. A un instant pris comme origine des dates t=0, on ouvre
linterrupteur K.
= 101 . A laide dun ordinateur et dune carte dacquisition , on
obtient les graphes reprsentant les variations du courant i(t) au
cours de ltablissement et de la rupture du courant.
1) Indiquer quelle courbe correspond ltablissement et la rupture
du courant. 2) Justifier lutilisation de la diode D. 3) Montrer
quau cours de la rupture du courant, i(t) obit lquation
diffrentielle suivante :
0=+ idtdi ou rR
L+
=2
4) Cette quation diffrentielle en i admet pour solution :tAeti
=)(
Ou A et sont deux constantes positives .Exprimer A et en
fonction des caractristiques du circuit et donner leurs
significations physiques. 5) En exploitant les deux courbes (1) et
(2) , dterminer les constantes de temps respectives .1 et 2 sachant
que 5 2 =18ms. 6) En dduire les valeurs de r et de L. 7) En se
rfrent au rgime permanent lors de ltablissement du courant,
retrouver la valeur de r.
Exercice n4 : Une bobine de rsistance r=20 et d inductance L est
branche en srie avec un rsistor de rsistance R0 =80. Lors de la
Rupture du courant dans le circuit on visualise la courbe de
dcroissante de la tension aux bornes de rsistor UR donn par la
figure ci-dessous. 1) Schmatiser le montage lectrique et prciser le
branchement de loscilloscope . 2) Montrer que la tension UR
01 =+ RR UdtdU
aux bornes de rsistor est rgie par lquation
diffrentielle : avec RL
= et rRR += 0
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3) Sachant que cette quation admet comme solution :t
R aetU=)(
dterminer lexpression de a et 4) Dterminer graphiquement E , et
L. Sachant que le rgime transitoire dure 5 =14ms
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Exercice 5 : On ralise le circuit lectrique reprsent par la
figure 1 comportant , en srie, un gnrateur de tension idale de
f.e.m E, une bobine dinductance L rglable et de rsistance r=8 , un
interrupteur K et un rsistor de rsistance R0A la date t=0 on ferme
linterrupteur K et laide dun systme dacquisition appropri on
enregistre la tension
u
.
B aux bornes de la bobine, on obtient les chronogrammes 1 et 2
(figure 2) correspondant respectivement deux valeurs L1 et L2 1) A
laide de la loi des mailles, montrer que la tension aux bornes de
la bobine u
de L.
B
2) a) Comparer les constantes de temps (0) la date t=0 est gale
E. Dduire graphiquement la valeur de E.
1 et 2 correspondant respectivement L1 et L2 . Comparer alors L1
et L2b) Sachant que L
. 1=0,2 H, dduire, partir du chronogramme, la valeur de L2
3) a) Etablir lexpression de la tension aux bornes de la bobine
lorsque le rgime permanent stablit.
.
b) En utilisant le graphe, dterminer R04) a ) Etablir lquation
diffrentielle rgissant les variations, au cours du temps, de la
tension u
.
B(t) aux bornes de la bobine dinductance L1b ) Montrer quelle
scrit sous la forme
.
duBdt
+ uB1
= rEL1
R0
B
L,r
A K
M
E
i
Fig 1
Fig 2
t
uB(V)
Courbe 1
Courbe 2
