Série
Dipôle RL — Série (Pr Sbirou Abdelkrim)
Série de 10 exercices sur le dipôle RL : équation différentielle, constante de temps, énergie magnétique et visualisation à l'oscilloscope, avec la correction des exercices.
Cette série d'exercices de Physique est destinée aux élèves de 2ème Bac (Semestre 1) et s'inscrit dans le chapitre « Dipôle RL ».
Les corrections sont incluses dans le document.
Auteur : Sbirou Abdelkrim.
Ce que contient cette série
« Série d'exercices corrigés : dipôle RL » de Sbirou Abdelkrim pour la 2ème Bac Sciences Physiques (Semestre 1) (15 pages). Les 10 énoncés sont regroupés au début du PDF ; les corrections des exercices 1 à 9 suivent (la correction de l'exercice 10 n'apparaît pas dans le document).
Ce que vous allez travailler
- Mesurer l'inductance avec un oscilloscope : générateur de tension triangulaire, voies d'un oscilloscope et sensibilités, valeur de L et énergie magnétique maximale (exercice 1).
- Brancher l'oscilloscope et poser les équations : où connecter les voies pour visualiser la tension d'un conducteur ohmique, flèches-tensions, équation différentielle de l'intensité et sa solution (exercices 2 à 4).
- Régime permanent et régime transitoire : expressions de uR et de uL, intensité I0, identification des courbes (a) et (b) d'un oscillogramme (exercices 2, 4 et 5).
- Rôle d'une diode montée en inverse aux bornes de la bobine : équation différentielle de l'intensité après fermeture de l'interrupteur et courbe d'extinction du courant (exercice 2).
- Déterminer r, τ et L sur des courbes : résistance interne de la bobine, constante de temps par la tangente ou le point à 63 %, inductance (exercice 6 notamment).
- Énergie magnétique emmagasinée dans la bobine à une date donnée ou en régime permanent.
Rappels utiles avant de commencer
- uL = L·di/dt + r·i ; τ = L/(R + r) ; I0 = E/(R + r).
- Établissement : i(t) = I0(1 − e−t/τ) ; rupture : i(t) = I0·e−t/τ.
- Énergie magnétique : Em = ½·L·i2.
- L'intensité du courant dans une bobine est continue ; la tension à ses bornes peut sauter.
Méthode de travail conseillée
- Dessinez le circuit et les flèches-tensions en convention récepteur avant d'écrire la loi d'additivité des tensions.
- Cherchez l'exercice sans la correction ; comparez ensuite la méthode (équation différentielle, conditions initiales, lecture graphique) avant le résultat numérique.
- Quand une courbe est donnée, dites d'abord ce qu'elle représente (uR est proportionnelle à i, uL commence à sa valeur maximale) puis lisez la grandeur demandée.
Checklist de révision
- Je sais visualiser uR et uL à l'oscilloscope et justifier les branchements.
- Je sais établir et résoudre l'équation différentielle d'un dipôle RL, avec ou sans diode.
- Je sais déterminer r, τ et L sur des courbes.
- Je sais calculer l'énergie magnétique dans une bobine.