BTS MAI 1                              Condensateur                 TD du 8 01 2008

La loi de charge du condensateur est donnée :       q(t) = Q_o ( 1 - e ^-t/T) où   Q_o = C.E

1) rappeler ce que représentent respectivement :   C   E   et   τ

2) faire un schéma du circuit de charge

Soit C = 1 mF  E = 5V  R = 10 kΩ

3) calculer τ  en s

4) calculer ensuite q(τ)  q(2τ)  q(5τ) et q(10τ)

5) représenter les points correspondants sur la courbe universelle de charge

6) à quel instant exact t la charge du condensateur atteint-elle q = 2,5 mC ?

7) combien de temps faudra-t-il pour que le condensateur atteigne la pleine charge Qo ?

8) la décharge se faisant sur une résistance de 50 Ω, en combien de temps le condensateur sera-t-il vider de 99% de sa charge ?

On utilise le condensateur pour temporiser un démarrage moteur triphasé

9) faire un schéma d’un circuit ad hoc permettant d’effectuer l’opération avec une « tempo » de 20s

composants à disposition : diviseur de tension, comparateur ( -15V/0V/15V) , transistor PNP, relais auxiliaire KA,  contact moteur KM 4 pôles, moteur triphasé 400V

10) imaginer une modification du circuit permettant de temporiser l’arrêt de cemoteur.

voici comme promis un résumé  des résultats attendus sur le montage du TP : temporisation


schéma complété de la partie commande:

qui devient après étude de la cellule de temporisation RC, du diviseur de tension et du comparateur:




l'ensemble de la partie commande temporisée a été présentée et cablée en classe:


avec les détails particuliers suivants:


alimentation -15/0/+15V et entrées sortie du comparateur



et coté moteur, la liason avec le transistor 2N3055 et l'alim +6V



après essais et réglages, le moteur se met bien en marche 10 s après l'ordre donné à la commande ( fermeture de l'interrupteur placé entre la cellule RC et le pôle + de l'alimentation 10V


bonnes vacances à tous

JMB

je vous propose 4 exercices de révision du partiel de Mardi prochain:

correction en rose:

1)   on construit une résistance en associant deux conductances de 20mS en parallèle à un résistor de  150  ohm en série. l'ensemble est placé sous une tension de 24V

calculer  la puissance électrique  P absorbée par l'association par deux méthodes différentes:

- P =R_eq I²

- G_eq U<sup>2

2 20mS en II donne 40mS en équivalent soit 1/0,04 = 25 ohm

en série avec 150 ohm on obtient un équivalent R eq = 175 ohm

I = U / Req = 24 / 175  = 0,137 A

P = 175 .(0,137)^2  = 3,3 W

Geq = 1/Req = 1/175

d'où   P = 1/175. 24^2 = 3,3W</sup> 

  














2) un pont de Wheatstone  est composé de r₁ = 1 kOhm  r₂= 100 ohm   pour le multiplicateur, et d'une résistance de mesure R. On introduit une résistance X = 470 ohm  dans le pont. Pour annuler le courant de pont, on trouve R =  50 ohm


- ce résultat est il conforme à la loi  d'équilibre du pont ?

non car le calcul donne X = r1/r2 . R = 10.50 =500 ohm

- que faut-il en conclure sur la valeur de X ? estimer la précision en % de la valeur annoncée.

la valeur de X est donnée à 30 ohm près ce qui fait 30/470 =  6 % de précision

3) une thermistance CTN présente les valeurs de résistance suivantes:

dans l'eau bouillante( 100°C) : X =  25 ohm  

dans l'air ambiant ( 18°C): X = 180 ohm 
                                            
dans la glace fondante (0°C): X = 320 ohm

elle est placée dans un pont de Wheatstone:

r₁= 100 ohm  r₂ = 100 ohm   R = 180 ohm   V_P - V_N =2V

---> calculer les valeurs prises par la tension de pont u en fonction de la température T

écrivons V_P - V_N = U pour simplifier les écritures...

avec I₁ = U / ( R+X) et I₂ = (U / r₂ +R)

et avec u = V_A - V_B = r₂I₂ - r₁I₁ = U (  r₂ / ( r₂+R)  - r₁ / ( r₁ + X) )

on obtient   à 100°C  u = - 0,886 V
                     à   18°C  u = 0
                     à     0°C  u =  0,23V


4) on dispose du montage suivant pour effectuer la mesure d'une résistance  X inconnue






















soit R la valeur de la résistance de calibration, on montre que l'intensité I du courant constant vaut alors:

        I = 12 / R       ( dans certaines limites d'utilisation)

La tension Ux aux bornes de X ne peut, pour des raisons propres à la nature du circuit à transistor, dépasser la valeur de 1,2V :

-  estimer la valeur maximale de la résistance X pour laquelle la réponse en tension de sortie du montage reste linéaire.

aux bornes de X on écrit Ux = X.I   comme I = 12/R  Ux = 12X/R qui donne:

             X =  R . Ux / 12   or Ux < 1,2V  =>  X < R/10

on  place R = 12 kohm dans la maille base émetteur afin de fixer l'intensité I à 1 mA

la résistance X est variable de 0 à 2 kohm par pas de 200 ohm

- tracer la fonction Ux en fonction des valeurs de X



- à partir de quelles valeurs de X peut-on considérer que le courant
d'intensité I n'est plus constant ?

1,2 kohm valeur de saturation

- calculer l'intensité I' absorbée par X à sa valeur maximale ( 2 kohm)

I' = Ux / 2 = 0,6 mA

- pourquoi peut-on considérer ce montage comme un ohmmètre dans une certaine plage de mesure que l'on précisera ?

les valeurs de X sont exactement représentées par celles de Ux par l'image

Ux = X.I  pour I = 1mA  X = 1000 ohm Ux = 1V représente aussi 1 kohm sur la plage de valeurs 0 à 1200 ohm ( partie linéaire de la courbe réponse ci-dessus)


INFORMATION : il n'y aura pas de TP cette semaine, ni lundi soir ni Jeudi matin



bonnes révisions à tous  JMBourven