Dipôle RL — Série (Pr Sbirou Abdelkrim)

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 u_R et de u_L, 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

• u_L = 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 : E_m = ½·L·i².
• L'intensité du courant dans une bobine est continue ; la tension à ses bornes peut sauter.

Méthode de travail conseillée

1. Dessinez le circuit et les flèches-tensions en convention récepteur avant d'écrire la loi d'additivité des tensions.
2. Cherchez l'exercice sans la correction ; comparez ensuite la méthode (équation différentielle, conditions initiales, lecture graphique) avant le résultat numérique.
3. Quand une courbe est donnée, dites d'abord ce qu'elle représente (u_R est proportionnelle à i, u_L commence à sa valeur maximale) puis lisez la grandeur demandée.

Checklist de révision

• Je sais visualiser u_R et u_L 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.