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WorksheetsElectrocinétique
Total questions: 13
Worksheet time: 10mins
Quelle est l'expression du facteur de qualité Q dans un circuit RLC et quel est son lien avec le coefficient d'amortissement ξ ? Quelles sont leurs unités ?
Q = R1 CL
Q.ξ=21
Ce sont des nombres sans unité
Donner l'expression canonique suivie par une grandeur s(t) à la sortie d'un oscillateur du second ordre. On se place en régime forcé et on fera apparaitre le facteur de qualité Q et la pulsation propre ω0.
Citer deux méthodes permettant de déterminer l'amplitude et la phase de s(t) à partir de cette équation.
dt2d2s(t)+Qω0dtds(t)+ω02 s(t) = dt2d2e(t)
On peut utiliser la méthode des vecteurs de Fresnel. La somme des termes en s(t) est égale au terme en e(t). Dériver revient à multiplier par ω et tourner de +π/2. Intégrer revient à diviser par ω et tourner de -π/2.
On peut utiliser l'expression complexe des tensions alternatives. Dériver revient à multiplier par jω et intégrer à diviser par jω.
Expliquer deux méthodes permettant d'obtenir la fonction de transfert H(jω) = s/e d'un filtre.
On utilise les impédances complexes, lois des mailles et lois des noeuds pour déterminer une relation entre s et e.
On établit l'équation différentielle entre s(t) et e(t). On passe en expression complexe et on remplace les dérivées par jω.
Quelle est l'expression du calcul de la valeur moyenne <e(t)> d'une grandeur e(t) de période T ? Quelle est l'expression de la valeur efficace eeff d'un grandeur e(t) ? Quelle est son expression en régime sinusoïdal ?
<e(t)>=T1∫0Te(t)dt
eeff=<e2(t)>=T1∫0Te2(t)dt
eeff, sin = e0/√2
Quelles sont les relations entre i(t), q(t), uc(t) et uL(t) ?
i(t) = Cdtduc(t)
où C est la capacité du condensateur
uL(t)=Ldtdi(t) où L est l'inductance de la bobine
i(t)=dtdq(t)
Citer les différents régimes possibles pour un système linéaire du second ordre. On donnera les valeurs de ξ, Q et ω dans chaque cas.
Régime pseudo périodique. ξ<1, Q>1/2 et ω=ω0 1−ξ2=ω0 1−4Q21
Régime critique. Il n'y a pas d'oscillations. ξ = 1 et Q = 1/2. Celui pour lequel le régime transitoire est le plus faible.
Régime apériodique. Il n'y a pas d'oscillations. ξ > 1 et Q < 1/2. La durée du régime transitoire est longue
Quelles sont les différences entre résonances en intensité et résonance de charge dans un circuit RLC série ?
La résonance en intensité se mesure aux bornes de la résistance. Elle a lieu pour la fréquence propre ω0 du circuit. L'intensité est en phase avec la tension d'entrée à la résonance mais elle est en avance avant la résonance et en retard après la résonance.
La résonance de charge se mesure aux bornes du condensateur. Elle a lieu pour une pulsation ω plus basse que la pulsation propre ω0 du circuit. La charge est toujours en phase avec la tension d'entrée.
Quelles sont les allures des courbes asymptotiques de gain pour un filtre intégrateur ? dérivateur ?
Intégrer c'est diviser par ω. Donc la droite est décroissante lorsque ω augmente pour un circuit intégrateur.
Dériver c'est multiplier par ω. Donc la droite est croissante lorsque ω augmente pour un circuit dérivateur.
Peut-on toujours faire le produit des fonctions de transferts de filtres en cascade ? Quel est l'intérêt de l'AO dans ce cas ?
On ne peut faire le produit des fonctions de transfert que lorsque les filtres en amont ne fournissent pas de courant aux filtres en aval.
L'AO a été développé pour cela. Son impédance d'entrée est très élevée ce qui réduit l'intensité entrante dans le filtre aval et son impédance de sortie est quasi nulle ce qui permet d'avoir la tension d'entrée de l'AO en entrée du filtre aval.
Sur les 8 broches d'un AO, combien ont une utilité électrique et à quoi servent-elles ?
7 broches ont une utilité électrique.
2 broches d'entrée, une de sortie
2 broches d'alimentation +15V et -15 V
2 broches pour l'équilibrage des 2 tensions d'entrée.
Quels sont les trois techniques (méthodes, théorèmes) qui permettent de trouver la fonction de transfert d'un montage avec AO ?
théorème de Millman
Loi des noeuds en potentiel
Pont diviseur de tension
Citer les différentes limitations de l'AO.
La saturation en tension de sortie autour de 13V et non nécessairement symétrique.
La saturation en courant de sortie autour de 20 mA.
La limite de vitesse de balayage (slewrate) autour de 106 V/s
impédances d'entrée non infinies et valant au moins 100 MΩ
gain μ0 = Vs /ε non infini de l'ordre de 105
Donner les deux formules (en linéaire et en déciBell) qui permettent de trouver les fréquences ωc de coupure à partir du gain G. Comment passe-t-on d'une formule à l'autre ?
G(ωc) = Gmax / √2
GdB(ωc) = Gmax, dB - 3 dB
GdB = 20log(G)
