Les valeurs Iomax = 2,5A et Eomax=30V de l’alimentation stabilisée sont:
Iomax = 2,5A et Eomax=30V.
-> Quelle est la puissance maximale que peut fournir cette alimentation si on la considère comme un générateur idéal ?
La puissance maximale que peuvent supporter les résistances utilisées étant 500 mW, il faut limiter la puissance fournie par les sources pour éviter de détériorer les résistances.
-> Quelle est la valeur maximale du courant utilisable dans une résistance si on fixe Eo = 5 V ?
Noter les valeurs Io max et Eo max indiquées par le constructeur sur la façade avant de l’alimentation.
Quelle est la puissance maximale que peut fournir cette alimentation si on la considère comme un générateur idéal ?
La puissance maximale que peuvent supporter les résistances utilisées étant 500 mW, il faut limiter la puissance fournie par les sources pour éviter de détériorer les résistances.
Quelle est la valeur maximale du courant utilisable dans une résistance si on fixe Eo = 5 V ?
Quelle est la puissance maximale que peut fournir cette alimentation si on la considère comme un générateur idéal ?
La puissance maximale que peuvent supporter les résistances utilisées étant 500 mW, il faut limiter la puissance fournie par les sources pour éviter de détériorer les résistances.
Quelle est la valeur maximale du courant utilisable dans une résistance si on fixe Eo = 5 V ?
Régler la tension à vide à 5 V
Régler le courant de court-circuit de l'alimentation stabilisée à 100 mA (relier
pour cela les bornes + et - avec un fil de connexion)
2 - Mesures de tension par acquisition informatique : généralités
On utilise une carte d’acquisition de données, munie d’un convertisseur analogique- numérique CAN ; ce CAN mesure la tension dans le circuit, et transforme ce signal analogique en un code binaire qui est envoyé à l’ordinateur. Un programme informatique permet de traiter les données, et d’en faire une exploitation graphique.
3 - Étude expérimentale
+
L’objectif est de déterminer le domaine d’utilisation où l’on peut considérer l’alimentation stabilisée comme une source idéale de tension continue.
Notre circuit d’utilisation est représenté par la résistance Rc variable.
Rc
Si la source de tension est supposée idéale, que doit-on observer aux bornes de la source quand on fait varier Rc ?
Réaliser le montage ci-dessous avec r = 1 (utiliser la résistance de puissance) et la boîte de résistances variables pour Rc. La tension aux bornes de r permet de calculer l’intensité I.
Relier les bornes du boîtier de connexions comme indiqué sur le schéma.
+
AI0 r AI1
Rc
Relier les bornes du boîtier de connexions comme indiqué sur le schéma.
+
AI0 r AI1
Rc
Entre quelles bornes mesure-t-on :
la tension URc ?
la tension qui permet de calculer I ?
Le programme calcule Rc à partir des valeurs de I et de URc et trace la courbe URc = f(Rc).
Lancer le programme d’acquisition « SOURCE TENSION » situé sur le bureau du PC, et suivre les instructions sur l’écran. Faire varier Rc entre 10 Ω et 1 kΩ, en prenant
une quinzaine de valeurs.
Le logiciel fournit 2 graphiques URc = f(Rc), l’un avec une échelle linéaire, l’autre avec une échelle logarithmique pour Rc.
Exporter chacun des graphiques dans un même fichier texte (clic droit sur le graphe/exporter/image simplifiée), et les imprimer, après avoir réglé la mise en page pour que les 2 graphiques soient sur la même page.
Déterminer graphiquement la valeur limite de la résistance pour laquelle la tension U varie de moins de 5% par rapport à la valeur Eo. Faire apparaître sur la courbe logarithmique la gamme de résistances pour laquelle la source est idéale (à 5% près).
III - ETUDE D'UNE SOURCE REELLE DE TENSION CONTINUE 1 - Mesure de sa tension à vide : Eo
Utiliser la boite « source réelle de tension » et faire la mesure avec un voltmètre numérique en circuit ouvert.
-
Quelle est la résistance interne du voltmètre pour cette mesure ?
-
Pourquoi considère-t-on que la mesure de U donne la valeur de source
Eo ? réelle
-
Indiquer la valeur de Eo et calculer l’incertitude absolue de
lecture Eo (on négligera l'erreur systématique due au multimètre).
-
Présenter le résultat correctement.
2 - Mesure de sa résistance interne - Méthode de la "mi- tension"
Pourquoi ne peut-on pas mesurer la résistance interne de la source avec un multimètre utilisé en tant qu’ohmmètre ?
Réaliser le montage ci-contre.
2 sourceI Régler Rc pour avoir : U = Eo Rc
Indiquer la valeur de U retenue et calculer son réelle incertitude absolue de lecture.
Ouvrir le circuit et mesurer Rc (à vide) ; calculer l’incertitude absolue de lecture sur la mesure de Rc.
En déduire r.
Pour déterminer l’incertitude sur la mesure de r, il faut prendre en compte le faitr +
Eo -
U
qu’elle fait appel à 3 mesures successives : Eo, Rc et U. On montre que U calcul d’incertitude donne alors :
r (Rc)2 (2Eo)2 (2U)2 r Rc Eo U
Eo R . Le rRc
c
Pour évaluer l’incertitude sur la mesure de r, on retiendra comme facteur d’imprécision :
sur Rc : l’incertitude de lecture à laquelle s’ajoute 1 d’imprécision sur l’évaluation de Rc à la mi-tension (réglage à +/- 1 )
sur Eo et U : l’incertitude de lecture uniquement.
Calculer les incertitudes absolue et relative sur r. En déduire la valeur de r avec son incertitude finale.
IV - TRACE DE LA CARACTERISTIQUE D’UNE SOURCE REELLE DE TENSION
Nous allons construire la caractéristique tension-courant de la source réelle de tension utilisée en section III. Pour cela, il faut des couples de points de fonctionnement (I, U) de la source.
Quel montage proposez-vous pour tracer cette caractéristique ? Le matériel disponible est celui présent sur votre table de TP.
Faire vérifier le schéma du montage à l’enseignant.
Faire ensuite une dizaine de mesures pour avoir une dizaine de couples devaleurs distinctes et tracer la courbe U = f(I) à l’aide du tableur.
En déduire les valeurs de Eo et r et comparer aux valeurs déterminées précédemment.