Régime transitoire d'un circuit RLC excité par un échelon de tension
Objectifs visés
Montage expérimental
Matériel
Mise en équation
Objectifs visés
- Obtenir l’évolution de la tension aux bornes du condensateur en fonction du temps, lorsqu’on ferme le circuit constitué d’un générateur de tension continue, d’un montage suiveur, d’une bobine d’inductance 36 mH et de résistance interne 9.5 $\Omega$ et d’un condensateur de capacité $0.6\mu F$ .
- Ajuster la courbe expérimentale $u_c(t)$ au modèle donné par : \begin{eqnarray*}\left\{\begin{gathered}u_c=\alpha+\beta\exp\left(-\frac{\omega_0t}{2Q}\right)\cos(\Omega t+\varphi)\\ \omega_0=\frac{1}{\sqrt{LC}} ;\quad Q=\frac{L\omega_0}{R} ;\quad \Omega=\omega_0\sqrt{1-\frac{1}{4Q^2}}\end{gathered}\right.\end{eqnarray*}
- Comparer la valeur du facteur de qualité à celle calculée à partir des valeurs données par le constructeur et expliquer l’origine de l’écart obtenu.
Montage expérimental
Montage expérimental
Matériel
- Carte d’acquisition+PC,
- oscilloscope numérique,
- GBF,
- bobine à air d’inductance $L=36mH$ et de résistance $R=9,5\Omega$,
- boite à décades de capacités,
- ampli. Op. TL081,
- alimentation stabilisée $\pm 15 V$,
- interrupteur électronique commandé par une tension (relais),
- fils électriques
Mise en équation
\begin{eqnarray*} \Large u_e=E=Ri+L\frac{di}{dt}+u_c ;\quad i=C\frac{du_c}{dt}\Downarrow\\\Large LC\frac{d^2u_c}{dt^2}+RC\frac{du_c}{dt}+u_c=E\Downarrow \\ \Large \left\{\begin{gathered}\frac{d^2u_c}{dt^2}+\frac{R}{L}\frac{du_c}{dt}+\frac{u_c}{LC}=\frac{E}{LC}\\\Large \omega_0^2=\frac{1}{LC} ;\quad Q=\frac{L\omega_0}{R}>0.5 ;\quad\Omega=\omega_0\sqrt{1-\frac{1}{4Q^2}}\end{gathered}\right.\Downarrow\\\Large u_c=\alpha+\beta\exp\left(-\frac{\omega_0 t}{2Q}\right)\cos(\Omega t+\varphi)\end{eqnarray*}
Expérience en vidéo
Expérience en vidéo
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Simulation LTSPICE
Simulation LTSPICE
- On commence par télécharger le modèle LTSPICE de l’amplificateur opérationnel(onglet de téléchargement), puis on le sauvegarde dans un répertoire.
- On déclare le chemin de ce fichier dans les directives de LTSPICE
- On importe les composants pour dessiner le circuit comme expliqué dans la page https ://cpapmersultan.com/regime-transitoire-dun-circuit-rc-excite-par-un-signal-sinusoidal/(ouvre un nouvel onglet)
- On définit le nom TL081 dans la table ‘open symbol’ : bouton droit sur le symbole de l’ampli, puis dans la case value on tape TL081.
- la suite est donnée dans la vidéo ci-dessous
Montage sans suiveur
Oscillations de la tension d’entrée !
Montage sans suiveur
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Montage avec suiveur
tuez l’impédance du GBF
Montage avec suiveur
tuez l’impédance du GBF
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Modèle LTSPICE de TL081
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