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TP-cours : dipôle RL

Objectifs: découvrir le comportement du dipôle RL soumis à un échelon de tension ainsi que ses caractéristiques

Etablissement du courant dans un circuit comportant une bobine

Visionnez la vidéo ci-dessous, elle présente la bobine et l'obtention de l'intensité lors de l'établissement du courant:

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Téléchargez ici le pdf support de cette vidéo

Simulation de l'établissement du courant

On va étudier l'établissement du courant dans un circuit inductif (=qui comporte une bobine), en alimentant une association RL avec une tension rectangulaire 0/3~V.

circuit rl

Acquisition

Se connecter au logiciel de simulation docircuits pour construire le circuit RL ($R=100\,\Omega$, $L=0{,}1\,$H) soumis à un échelon de tension allant de 0 à 3V.

Placer des voltmètres aux bornes de chacun des trois dipôles.

Penser à régler le temps d'acquisition ainsi que le temps que dure l'échelon de tension, en fonction de la constante de temps $\tau$ (à calculer) du dipôle RL.

Lancer la simulation. Penser à adapter l'échelle.

Exploitation

Que peut-on dire de l'intensité en fin de régime transitoire? Et pour la tension aux bornes de la bobine? Interpréter physiquement.

Que vaut la valeur finale de l'intensité? Comparer à la valeur théorique.

Au bout de combien de temps atteint-on 63% de la valeur finale? Comparer ce temps à $\tau=L/R$.

Que vaut l'intensité au bout de $3\tau$ puis $5\tau$? Exprimer cette valeur en pourcentage de la valeur finale. Conclusion?

Modifier le circuit pour vérifier qu'à 63% de la valeur finale on a bien $t_{63\%}=\tau=L/R$, pour différentes valeurs d'inductance et de résistance. Relever dans un tableau le temps $t_{63\%}$ correspondant à 5 valeurs de résistances puis 5 valeurs d'inductances.

Chute du courant

Lorsque l'échelon retombe à zéro, Le temps caractéristique $\tau$ est-il modifié?

Application: réalisation d'une tension triangulaire

La plupart des générateurs de fonction permettent de réaliser des tensions triangulaires.

Remplacer la source en échelon du circuit précédent par un générateur de tension rectangulaire évoluant entre 0 et 3 volts, chaque phase ayant une durée égale à $\tau/3$.

Que peut-on dire de la tension aux bornes de la résistance (au delà de quelques oscillations transitoires)? Interpréter, en comparant la durée d'un créneau au temps caractéristique du circuit.

Que vaut la valeur moyenne de la tension aux bornes de la résistance? Et aux bornes de la bobine?
Interpréter en analysant la consommation moyenne de puissance de chacun des dipôles.