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2éme Bac SMMahdade Allalannée scolaire 2016-2017Circuit (R,L,C) série en régime sinusoïdal forcé : Exercices
Exercice 1 : QCM
Répondre par vrai ou faux
1. Le déphasage de la tension aux bornes d"un dipôle (R,L,C) série par rapport à l"in- tensité peut être nul . 2. l"impédance d"un dipôle (R,L,C) série peut être nulle . 3. L"impédance d"un condensateur parfait est proportionnelle à L . 4. L"impédance est toujours proportionnelle à la fréquence . 5. La réponse à une excitation sinusoïdale est sinusoïdale de même fréquence . 6. Le facteur de qualité d"un circuitR= 100Ω,L= 50mH,C= 0,5μFvaut 10 7.L"unité du rapport
R Z est le même que celle deR LExercice 2
On considère le montage électrique de la figure 1 , où le générateur applique aux bornes du
dipôle (AB) une tension alternative sinusoïdale de la forme :u(t) =Umcos(2π.N.t+?u)de tension maximale constante et de fréquenceNréglable . L"intensité instantanée i(t) dans le dipôle est noté :i(t) =Imcos(2π.N.t) GBF i R C (L) A B figure 1 Y 1 Y 2 figure 2 On visualise au deux entrées de l"oscilloscopeY1etY2les tensionsu(t)etuR(t)en utilisant la même sensibilité verticale des deux entréeY1etY2:1V/divet la sensibilité horizontale2ms/divavecY1correspond à la tensionu(t)etY2correspond la tensionuR(t).
On fixe la fréquence N à la valeurN1et la capacité C du condensateur à la valeurC1. La résistance du conducteur ohmique estR= 100Ω. On obtient l"oscillogramme de la figure 2 1/ 5 http://www.chimiephysique.ma2éme Bac SMMahdade Allalannée scolaire 2016-20171.Représenter sur la figure 1 les liaisons oscilloscope-circuit pour visualiseru(t)etuR(t)
2. En utilisant l"oscillogramme de la figure 2 , déterminer : (a)La période T et la pulsation des oscillations
(b) La tension maximaleUmet l"intensité maximale du courantIm (c) u/ile déphasage de la tension u(t) par rapport à l"intensité i(t) et écrire l"ex- pression deu(t). 3. À l"aide d"un voltmètre , on mesure la tension aux bornes de la bobine et après aux bornes du condensateur; on obtient successivementUL= 3,3⎷2VetUC= 1,27⎷
2V (a)Calculer l"impédance Z du circuit (R,L,C)
(b) Calculer l"impédanceZLaux bornes de la bobine,ZCaux bornes du condensateur etZRaux bornes du conducteur ohmique; quelle est votre conclusion? (c) Calculer les valeurs de l"inductance L de la bobine et de la capacité C du conden- sateur (d) Calculer les deux grandeurs :(UL-UC)2etU2L-U2Cet les comparer et déduire la relation suivante : Z=? Z2R+ (ZL-ZC)2
Exercice 3 : Bac 2016
On considère le circuit électrique de
la figure 1 . Il est constitué : * d"un générateur GBF qui peut ali- menter le circuit par une tension si- nusoïdaleuAB(t) = 3⎷2cos(2.π.N.t)
exprimée en volts (V) , de fréquenceN réglable .
* un conducteur ohmique de résis- tance R; * un condensateur de capacité C; C A GBF B R (L,r) A figure 1 * une bobine (b) d"inductanceL= 0,18Het de résistancer= 5Ω * ampèremètre le facteur de qualitéQ= 7et la largeur de la bande passante de -3db est14,3Hz À la résonance , l"ampèremètre indique la valeurI0= 1,85×102mA. 1. Déterminer la fréquence des oscillations électrique à la résonance. 2. déterminer les valeurs de R et de C 3. Calculer la puissance électrique moyenne consommée par effet Joule dans le circuit lorsque la fréquence prend l"une des valeurs des deux fréquences qui délimitent la bande passante . 2/ 5 http://www.chimiephysique.ma2éme Bac SMMahdade Allalannée scolaire 2016-2017Exercice 4
Un dipôle (R,L,C) série soumis à une tension excitatrice de fréquence variable , d"amplitude
10⎷
2Vprésente une résonance d"intensité de valeurI0= 0,1Aà la fréquenceN0= 1000Hz.
Quelle relation existe-t-il entre L, C etN0? Calculer la valeur de la capacité C connaissant l"inductanceL= 47mH.Que vaut l"impédance du dipôle à la résonance? quelle caractéristique du circuit peut-on
déduire? Calculer le facteur de qualité Q du circuit . Ce dernier est -il sélectif?