close

Enter

Log in using OpenID

CR TP 04

embedDownload
1
TP 2
2013-2014
DIPÔLES ÉLÉMENTAIRES EN RÉGIME SINUSOÏDAL PERMANENT (RSP)
3.2 Mesures de déphasage
Objectifs du TP.
•
•
2
BTS ET-1
Lorsque 2 courbes de même forme et de même fréquence sont « décalées » dans le
temps, on parle de déphasage :
Etudier le comportement des dipôles R, L et C en RSP.
Discuter la validité de la loi des nœuds en RSP
Montage et paramètres de visualisation
Les courants et les tensions sont en régime permanent car la valeur de U et de I sont
fixes dans le temps.
Le régime permanent intervient des que le régime transitoire est terminé.
La pulsation et la fréquence sont liées par :
ω=2 π f .
R1
L1
C1
A
Dans l'exemple, le déphasage peut être lu en plusieurs endroits : sur l'axe horizontal
(entre 2 courbes « croissantes » ou « décroissantes ») ou entre les maximums. C'est
cette dernière méthode que nous utiliserons pour mesurer le déphasage sur Psim.
Psim sait repérer les maximums des courbes et donne la valeur du temps
correspondant : on déduit Δ t .
On trouve la valeur de déphasage
Δφ=
On souhaite les 2 premières périodes avec 1000ppp.
Les paramètres de « simulation control » :
Total time : 0,04
Time Step : 2E-5
3 Mesures
3.1 Mesures de valeur efficace :
Utilisation de la fonction RMS sur le logiciel SIMVIEW, on remarque qu'il faut
fermer cette fenêtre pour pouvoir changer les paramètres.
Tp
04
10/11/14
Correc.odt
Δφ =
360∗Δ t
en degré
T
2 π∗Δ t
en radians
T
4 Exploitation de la simulation
4.1 Etude de la résistance
4.1.1
Loi d’ohm
valeurs efficaces : V =R I R Relation vérifiée : V =100V et
valeurs instantanées
Le déphasage est nul entre le courant (rouge) et la tension (bleue).
I R=1A
1/3
IR
BTS ET-1
TP 2
2013-2014
DIPÔLES ÉLÉMENTAIRES EN RÉGIME SINUSOÏDAL PERMANENT (RSP)
Pour des fréquences inférieures à 100Hz, on peut écrire que l'impédance de la
V /8 0
V
=L ω .
IL
4.3 Etude du condensateur
1.5
bobine est donnée par la relation :
1
0.5
0
Z L=
Par les mêmes manipulations, on observe les résultats suivants :
La tension est en retard sur le courant de 90°
Pour des fréquences inférieures à 100Hz, on peut écrire que l'impédance du
-0 .5
-1
-1 .5
0
0.0 1
0 .0 2
T im e (s)
0.0 3
0.0 4
R∗i R , la courbe est confondue avec celle de la tension
4.2 Etude de la bobine
Si on affiche
4.2.1
5
Validité de la loi des nœuds
6
Valeur particulière
V
1
=
IC C ω
La loi des nœuds n'est pas vérifiée en valeurs efficaces I ≠I R+ I C + I L
Grâce au logiciel, on peut tracer la somme des courants en valeurs instantanées. Cette
somme est confondue avec le courant fourni par le générateur : la loi des nœuds est
valide en valeurs instantanées.
Grandeurs instantanées
V /80
ZC=
condensateur est donnée par la relation :
IL
2
1
En modifiant les valeurs des composants, il existe une valeur de L telle que, en valeur
instantanée, i R=i =i R +i L+i C .
Comme le montrent les courbes ci-dessous, i L +i C =0 . Cela veut dire que les
courbes ont même forme, mêmes valeurs efficaces mais elles sont déphasées de 180°.
0
-1
IC
-2
0
0.01
0 .02
T im e (s)
0 .0 3
0 .04
La tension et le courant sont sinusoïdaux et déphasés au cours du temps.
La tension est en avance sur le courant de 90°
4.2.2 Relations entre tension et courant : impédance
V/IL
IL
1
0.5
0
Z L =L ω
fréquence
tension
courant
25
100V
0.636 A
157
157
50
100V
0.318 A
314
314
100
100V
0,159 A
628
628
1000
100V
0.0244 A
4100
6283
Tp
04
10/11/14
Correc.odt
-0.5
-1
0
0.01
0 .02
T im e (s)
0.0 3
0 .04
I C =I L ; soumis à la même tension, la
1
Z C =Z L soit
=Lω
Cω
La condition pour obtenir ce résultat :
condition pour les impédances est
2/3
BTS ET-1
TP 2
2013-2014
DIPÔLES ÉLÉMENTAIRES EN RÉGIME SINUSOÏDAL PERMANENT (RSP)
A la fréquence de 50Hz, avec une valeur fixe de condensateur, on obtient la valeur de
1
l'inductance : L=
C (2 π f )2
7
Valeur numérique dans notre cas : L = 0,5H.
Vérification expérimentale
Réalisation pratique de l'expérience.
Câblage sur la table : utilisation d'une phase de l'alimentation triphasée variable.
Rhéostat réglé à 100Ω à l'aide de l'Ohmmètre.
Mise sous tension
Mesures : donnez vos mesures
Les mesures ne donnent pas exactement les valeurs obtenues par la simulation, cela
peut provenir des valeurs des composants. Celles ci sont données avec une certaine tolérance :
condensateur:1% Bobine 8%
Pour la valeur L≈0,5 H on obtient I R= I
8
L'impédance de L ou C varie avec la fréquence.
Cela peut entraîner des résultats surprenants : pour certaines valeurs particulières, la
bobine et le condensateur « n'apparaissent » plus dans le montage, tout se passe
comme s'ils n'existaient pas.
Une recherche sur internet permet de mettre un nom sur ce phénomène particulier :
c'est la résonance
Conclusion
En RSP, les dipôles R, L ou C sont linéaires (tension et courant ont mêmes forme et
fréquence)
z peut être le dipôle R ou L ou C
La relation entre les valeurs efficaces est appelée impédance :
Z=
U
I
en Ohm
On a obtenu les résultats suivants :
Dipôle
Résistance
Bobine
Condensateur
Impédance
R
Lω
1
Cω
Déphasage
0
u en avance de 90° sur i
u en avance de 90° sur i
Tp
04
10/11/14
Correc.odt
3/3
Author
Document
Category
Uncategorized
Views
0
File Size
263 KB
Tags
1/--pages
Report inappropriate content