Bonjour et bonnes fêtes
1. Influence d'une bobine dans un circuit électrique
Les élèves réalisent le circuit représenté sur la figure 4. Ce circuit est constitué d'une source de tension idéale de force électromotrice (fem) E1 d'une bobine d'inductance L et de résistance r, d'un conducteur ohmique de résistance R1 de même valeur que r et de deux lampes identiques (L1) et (L2).
Données :
Valeur de la fem : E1 = 24 V.
Valeurs données par le constructeur : L = 1 H ; r = R1 = 7 Ω
Dans cette partie seulement, pour simplifier l'analyse qualitative, on suppose que chaque lampe a le même comportement électrique qu'un conducteur ohmique de résistance RLampe.
1.1. Immédiatement après la fermeture de l'interrupteur K, les deux lampes ne s'allument pas simultanément : une lampe brille quasi-instantanément, l'autre brille avec retard. Quelle lampe s'allume la première ? Pourquoi l'autre lampe s'allume-t-elle avec retard ? L1 s'allume en premier et L2 s'allume avec un retard car la bobine empêche le courant de passer instantanément.
1.2. Dans la branche du circuit contenant la bobine, on peut observer successivement deux régimes différents pour le courant électrique.
Nommer ces deux régimes. Régime transitoire, puis une fois le courant « max » établi : régime permanent.
1.3. Que peut-on dire de la luminosité des deux lampes en fin d'expérience ? Justifier. Comme r=R1 en régime permanent , donc en fin d'expérience, les 2 lampes ont même luminosité. UL= Ldi/dt + ri or en régime permanent i est maximale et constante donc UL=L* 0 +ri =ri=R1 * i
1.4. On appelle τ la constante de temps caractérisant l'évolution temporelle de l'intensité du courant électrique lors de l'association en série d'un conducteur ohmique de résistance R et d'une bobine d'inductance L. Dans le cas étudié R = R1 + RLampe. La durée nécessaire pour atteindre la luminosité maximale est de l'ordre de 5 τ.
a) Exprimer la constante de temps τ en fonction de l'inductance L et de la résistance R.
τ =L/Rtotale ; Rtotale = R+ r+Rlampe = R +R1+Rlampe=R+R=2R donc τ =L/2R
b) Vérifier par analyse dimensionnelle, que l'expression obtenue est bien homogène à un temps. UL=Ldi/dt + ri ??…
c) Justifier par un calcul d'ordre de grandeur le fait que ce phénomène est détectable par un observateur. On prendra R ≈10 Ω.
On précise que l'œil est capable de distinguer deux images consécutives séparées d'au moins 0,1 s.
ps: l'image attachée se situe normalement au tout début de l'énoncé
merci de votre aide
Bonjour
Si j'ai bien compris tu bloques à la 1-4-b.
Pour cette question tu dois revenir aux relations que tu connais (et qui par définition sont donc homogènes) avec L et R, parceque tu ne peux pas annoncer comme ça que tu sais que des Henry/Ohm donnent un temps.
Tu connais u=Ri et u=L di/dt
Tu as donc R=u/i et L= u dt/di
Quand tu fais L/R, les u se simplifient. Ensuite di/dt c'est des A.s-1 donc dt/di ça donne des A-1.s Quand tu divise ça par des ampères, il ne reste plus que des secondes. Donc ton expression est bien homogène à un temps.
Pour la dernière question tu as juste à calculer τ avec les valeurs de l'énoncé et montrer que c'est un temps détectable par un observateur
Ok merci bien
mais en fait la question je me demandais comment on écrit UL ? Est ce que pour calculer on peut prendre un dipôle rl qui ne soit pas idéale ou il faut toujours supposer qu 'il le soit ? (subtilité...
) car avec ton expression tu admet que le dipôle n'a pas de résistance or l'exercice lui attribut la résistance r , mais j'ai sûrement mal compris la question ou l'enoncé...
aussi une derniere question peux-tu vérifier la question 1.4.a car c'est là où j'ai un gros doute
merci beaucoup
bon j'ai trouvé la réponse à cette question (1.4.a) et c'est =L/R
mais je comprends pas pourquoi la résistance totale ne fait pas non pas 2R mais R
explication ?
merci de votre aide
Bonjour
pour la résistance totale d'un circuit dans ce cas (image ci-dessous) on a un conducteur ohmique de résistance R1 et une bobine de résistance r=R1 . Les deux lampes sont identiques et de résistance Rlampe
On pose R= R1 +Rlampe
comment exprimeriez vous la constante de temps en fonction, de l'inductance L et de la résistance totale du circuit ?
est ce que la résistance totale du circuit vaut la somme des résistance des dipôles en séries ou la somme des résistances des dipôles en séries plus celle en parallèle ?
merci
** image effacée **
*** message déplacé ***
Edit Coll
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