TP : mesures de la résistance et de l'inductance d'une bobine*
Mesure des caractéristiques d’une bobine : inductance et résistance(TP)
I Objectif :
La bobine est équivalente à une résistance r associée en série avec une inductance pure L.
L’objectif du TP est d’évaluer expérimentalement r et L.
C’est aussi l’occasion d’utiliser le logiciel « solve elec » pour tracer rapidement certaines courbes. Ce logiciel est inclus dans la médiathèque.
II-1ére méthode : association série de la bobine avec une résistance
La résistance utilisée est R =220(voir montage ci-dessous):
Le générateur délivre une tension sinusoïdale u de fréquence N=1240Hz
Le schéma du montage est le suivant :
Cette méthode dite des « 3 voltmètres » peut être réalisée avec 1 seul voltmètre que l’on déplace dans le circuit à condition que ce dernier est une forte impédance interne.(ce qui est toujours le cas avec un appareil numérique)
Mesurer les valeurs efficaces U, U1 et U2 ainsi que l’intensité efficace I
Résultats des mesures : U= 5,60V ; U1=3,4V ; U2=3,0V, I =15,5mA,
Fréquence du générateur : N=1240Hz
Question 1 : construire le diagramme de Fresnel du circuit en respectant l’échelle 1cm=1volt. Pour la construction, un compas est nécessaire.
En déduire r, L et le déphasage entre u et i
III-2éme méthode : association série de la bobine avec un condensateur
Le condensateur a une capacité C=100nF.
Régler U à 15 volts aux bornes du générateur.
Choisir quelques valeurs de N et mesurer I
Tracer la courbe I =f(N) et déterminer la fréquence No de résonance.
On pourra si l’on veut évaluer la largeur de la bande passante à 3dB pour 2 valeurs de R (220et 110)
Prendre la précaution de maintenir la tension efficace U constante lors de ses réglages. Pour cela ajuster le bouton amplitude (en bas à gauche) du générateur.
Cette précaution est nécessaire car le générateur n’est pas exactement un générateur idéal de tension. En effet la tension dépend un peu de l’impédance du circuit. Or celle-ci varie avec la fréquence du signal.
Résultat de mesure : la résonance est obtenue pour No=3445Hz.
Question 2 :
Ecrire la relation entre L, C et No à la résonance
En déduire la valeur de L.
Comparer avec la valeur précédente obtenue avec la première méthode.
On pourra utiliser le logiciel de simulation « solve élec » pour tracer la courbe de résonance (en prenant la valeur de L mesurée précédemment) et les oscillogrammes de la tension et de l’intensité.