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TIPE (expérience) élève de PSI

Posté par
Squale07
30-03-18 à 12:22

Bonjour,
je poste ici car j'ai un problème avec la réalisation de mon TIPE, (expérience faites en CPGE présentée aux concours)

L'expérience consiste à mettre en avant le refroidissement par acoustique :

Un HP créé des ondes stationnaires dans un tube de Kundt, un stack (empilement de plaques) est placé à l'intérieur entre un noeud de pression et un ventre de vitesse (pour avoir un flux thermique, vecteur de Pointing acoustique maximal).
Un côté du stack est sensé se refroidir au profit de l'autre, seulement rien, les thermocouples placés aux extrémités du stack ne rendent compte d'aucun gradient de température...

Le tube fait 76,5 cm, la 3e harmonique est atteinte pour la fréquence f : 333 Hz
A l'aide d'un micro, nous avons bien aperçus les ondes stationnaires, mais la question de l'amplitude se pose.

En effet, la liaison entre le haut parleur et le tube se fait à l'aide d'une vieille bouteille découpée... Autant dire que beaucoup des ondes sonores s'échappent et le dispositif est, à mon étonnement, assez silencieux.
Ma conjecture serait d'augmenter, et pas qu'un peu, la puissance sonore du haut parleur et de construire une meilleure liaison HP-tube.

(Ci-joins les photos)
Si vous avez des conseils ou des idées vis à vis de l'expérience et de mes conjectures, je vous en serai grandement reconnaissant.

TIPE (expérience) élève de PSI

TIPE (expérience) élève de PSI

TIPE (expérience) élève de PSI

Posté par
vanoise
re : TIPE (expérience) élève de PSI 30-03-18 à 14:31

Bonjour
Je ne suis pas du tout spécialiste du phénomène que tu cherches à étudier. Une de tes phrases m'intrigue : tu parles de dispositif "assez silencieux". Logiquement, pour avoir une chance de détecter le phénomène, il faudrait "en prendre plein les oreilles", surtout lorsque le haut-parleur est écarté de la bouteille. Es-tu sûr que le haut-parleur est adapté au générateur ? Les générateurs usuels ont une résistance de sortie (résistance interne) de 50. On démontre qu'ils fournissent à l'extérieur une puissance maximale si l'impédance d'entrée du récepteur est égale à la résistance de sortie du générateur. Quelle est l'impédance nominale (valeur mesuré à 1kHz) de ton haut-parleur ? Sans doute 4 ou 8. Dans ces conditions, le haut_parleur ne reçoit qu'une faible proportion de la puissance fournie par le générateur. Vois cela avec ton professeur : il faudrait peut-être envisager d'intercaler un amplificateur de puissance...
Pour les TIPE, tes professeurs devraient être de bon conseil : ils connaissent bien le matériel du labo, ils connaissent bien ton niveau ainsi que les exigences des concours auxquels tu prévois de te présenter...

Posté par
Squale07
re : TIPE (expérience) élève de PSI 30-03-18 à 15:46

Bonjour, déjà je vous remercie beaucoup pour votre réponse rapide !

En effet, mon prof de physique spécialisé en l'élec du programme de l'année est passé (très brièvement car il est très occupé) et a changé les branchements, il a mis la sortie de mon GBF sur du 50 Ohm mais mon HP est en 8 Ohm il me semble...

Donc le problème viendrait effectivement de la puissance sonore qui est moindre ? (Il a énoncé cette hypothèse également)
Donc soit je trouve un HP qui prend du 50 Ohm, soit j'intercale un ampli de puissance c'est bien cela ? Et avez vous une idée du facteur d'amplification que je pourrais envisager ?
C'est sûrement la cause du problème vu que j'ai passé des mois à tester tout les autres paramètres !

Posté par
vanoise
re : TIPE (expérience) élève de PSI 30-03-18 à 19:31

Jeulin vend de tels amplis dont l'impédance d'entrée vaut 50 et dont l'impédance de sortie vaut 8. On peut en trouver à moins cher dans les magasins spécialisés. Cependant, il est presque sûr que ton labo dispose de tels amplis ou même de "GBF" amplifiés, c'est à dire de GBF munis en interne d'un tel ampli avec une sortie d'impédance 8. Ce genre de matériel a été acheté à une époque où des TP sur les ondes sonores se faisaient dans l'enseignement secondaire. Ton professeur devrait pouvoir te trouver cela... Il s'agit à mon avis du premier problème à régler !

Posté par
tiphn
re : TIPE (expérience) élève de PSI 07-09-18 à 16:14

Bonjour,

Nous sommes actuellement en prépa PSI, et nous envisageons de réaliser une expérience similaire à la votre pour notre TIPE. Nous aimerions ainsi savoir si vous avez obtenu des résultats satisfaisants. Le tube de Kundt était-il approprié ? Ou est-il préférable d'utiliser un tube en pvc ? Et avez-vous réussi à obtenir une liaison haut-parleur / tube suffisamment hermétique ?

Merci beaucoup pour votre réponse,
Deux PSI en galère...



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