Texte Libre

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Texte libre

ce blog est à vocation informative et éducative sur les sciences physiques en particulier et sur les autres sciences en général...il ouvre des pistes de réflexion, fournit des explications à la demande, propose des solutions...
il est aussi à vocation humaniste...c'est pourquoi d'autres rubriques sont ouvertes: art, philosophie, poésie...

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Images aléatoires

Mercredi 28 novembre 2007
- Publié dans : i-e 4: Licence Pro ATC TECAME IUT de Blois OPTIQUE
voici les clichés correspondant au tp TECAME


--> Mardi:

1- réalisation d'un sténopé   210 microns, f = 10 cm  objet à 2,10m

     sensibilité 400 ASA pose 30 secondes   éclairage de salle tubes fluorescents


st--nop---TECAM-1.JPG


  observations:  rendu des couleurs très moyen, mauvaise qualité d'éclairage


2- réalisation d'un sténopé   210 microns, f = 10 cm  objet à 2,10m

     sensibilité 1600 ASA pose 8 secondes  éclairage spot tungstène 

     avec correction de cadrage déplacée vers la gauche

st--nop---TECAM-2.JPG

observations: image plus lumineuse, rendu des couleurs améliorés, ombres portées donnant du relief à l'image


sur l'ensemble des deux clichés:

- flou irréductible ( diffraction) mais très peu perceptible

- pallette de couleur satinée, transparence respectée

3) mesure et vérification de la valeur théorique d'une hyperfocale:

il s'agit de l'hyperfocale calculée par la formule H = f'2/NO.E avec E = f'/2500 pour le flou admissible

formule qui donne H =  2500 f'/NO en mm  ou encore H = 2,5 f'/ NO en m 

le tp a été réalisé avec les valeurs suivantes:  f' = 50 mm  NO = 22  qui donnent après calcul H = 5,68m

voici le résultat à 5,70m

étapes suivies:

3,1) mise au point à l'infini  ( la porte située à 12 m est presque à l'infini)

3,2) placement d'une mire à 5,70 m de l'objectif ( merci à Emeric )

hyperfocale.JPG
observation: la mire est aussi nette sur le cliché que la porte située à 12m

Conclusion: tout objet situé au delà de l'hyperfocale aura une image nette même si la visée se fait à l'infini.

Utilité de l'hyperfocale: elle permet de shooter ou filmer sans réglage supplémentaire tous les plans situés à des distances différentes de l'objectif avec une seule mise au point à l'infini.


4) réglage personnalisé de la balance des blancs d'un réflex numérique.

à partir d'étalons colorimétriques réalisés sur les systèmes RVB et CMJ on corrige sur la courbe de balance des blancs les dominantes chromatiques du capteur afin d'obtenir un rendu le moins infidèle possible des couleurs restituées à l'affichage.



RENDU RVB

WB-RVB.JPG
l'ensemble des participants a estimé ce rendu tout à fait correct ( en lumière fluorescente )

RENDU CMJ

WB-CMJB.JPG
pour le Canon 350D, il est convenu par tous les participants le résultat suivant:

                   la couleur la plus difficile à équilibrer est  le jaune.

--> Vendredi
:

Réalisation de deux sténopés avec superposition d'exposition:


1) au cours de la pose on introduit un personnage devant l'objet: aspect "fantôme" assuré.

par exemple, grâce au concours de Maud:

st--nop--s-superpos--s.jpg


un visage apparaît en superposition sur le sujet.


2) au cours de la pose le même sujet change de position


par exemple, grâce au concours de Marion:



St--np--s-superpos--s-2.JPG


                                    ( sur une pose de 20 secondes)



Réalisation d'un sténopé en extérieur:

le groupe, autour de Jean Roch à réalisé le cadrage et calculé les expositions necessaires à la réalisation du sténopé ci-dessous:


st--nop---exterieur-blois-TECAM-gr-B.JPG
réalisé au pinhole de 210 microns à f' = 35 mm
cadrage le plus large possible, à une distance de 100 m du sujet, environ

On remarquera que le flou est quasiment imperceptible sur le second plan, et plus prononcé sur le premier.

Phénomène normal: la notion de flou, comparé entre la vue oculaire réelle et le cliché, s'atténue avec la distance.

merci à toutes et à tous pour ces deux séances de travail fructueuses et agréables.

à Mardi,  Jean Marie Bourven.





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Lundi 26 novembre 2007
- Publié dans : i-e 4: Licence Pro ATC TECAME IUT de Blois OPTIQUE
petite modification de la correction, due à une erreur de frappe : NO2 remplace NO  dans les formules d'exposition.

voir ici  la nouvelle mouture corrigée:  correction TD 4
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Lundi 26 novembre 2007
- Publié dans : i-e3-a : Optique BTS TPIL
coefficients de Fresnel  suite:

-  situations faisant intervenir le déphasage supplémentaire  "pi" 
  ( exemple anneaux de Newton lentille- lame en réflexion vitreuse)


- incidence de Brewster   tan iB = n2/n1

exercice de maths pour la physique: étude d'un battement

voir ici:   exercice battement

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Mercredi 21 novembre 2007
- Publié dans : i-e 6: CFBS Faisceaux Hertziens


troisième leçon

Introduction


- que signifie le terme espace libre?

c'est l'espace proposé à la propagation du faisceau entre l'emetteur et le récepteur, dénué de tout obstacle occultant ( masque) réfléchissant ( miroir)  diffractant ( objet à bord ou semi occultant) ou absorbant ( feuillage, hydrométéores), bref un espace "vide" .

- que signifie celui d'atténuation ?

l'atténuation  est en électronique le rapport entre grandeur de sortie sur grandeur d'entrée, exemple :

tension d'entrée 10V  tension de sortie  2V    
atténuation :    A  = 0,2  sans unité

puissance d'entrée  100 W     de sortie  50 W  
atténuation :  A = 50/100  = 0,5   toujours sans unité

en fait, l'atténuation est une amplification < 1

Cette atténuation, peut aussi s'exprimer en niveau d'atténuation
:

                        A dB = 10 log A

pour les 2 exemple ci-dessus cela donnerait :

AdB = 10 log 0,2 = -7    et  A dB = 10 log 0,5 = -3

Faisceaux Hertziens:

soit Pe la puissance de l'émetteur au niveau du dipôle émetteur  et  Ge le gain de l'antenne

cherchons la puissance reçue par l'antenne de gain Gr ( et d'aire équivalente Ar )

soit f la fréquence d'émission de la porteuse  c la célérité du FH

( et donc lambda = c/ f  sa longueur d'onde )

soit d la distance émetteur-récepteur

PIRE de l'émetteur:  PIRE = Pe.Ge   

Eclairement (reçue par l'antenne du récepteur:  

S = PIRE / 4pid2 en propagation isotrope équivalente.

Puissance ( à demi hauteur) reçue par l'antenne et concentrée sur le dipôle récepteur: 

Pr = S.Ar = PIRE.Ar /  4pi d2

rappel sur les gains (voir leçon 2) :  G = 4pi A / lambda2  

où A est toujours l'aire équivalente à demi puissance.

donc Pr = PIRE. Gr.lambda2/ 4pi.4pi d
( faire le calcul crayon en main )

soit PIRE.Gr.lambda2/ ( 4pi d)2 ( ne pas lâcher le crayon!)

comme lambda = c / f, on aboutit à la relation:

Pr = PIRE. Gr.c2/ (4pifd)2

Enfin, à partir de l'expression de la PIRE, on obtient :
 

                                 Pr = PeGec2 /(4pifd)2


par définition le terme  c2 / ( 4pifd)2  est l'AEL   ( atténuation en espace libre).


son niveau dB est donné par    AELdB = 20 logc -20log4pi - 20logf - 20logd

avec c = 3 108 m/s dans l'air sec, 4pi = 12,56... on obtient le développement suivant:

AELdB =  169,5  - 21,98  -20 logf - 20 log d = 147,5 - 20log f - 20log d

unités pratiques pour le calcul de l'AELdB:  f en GHz et d en km

avec fGHz = f / 109  et d km = d / 103  on obtient :

AELdB = 147,5 - 20 log (fGHz.109) - 20 log (dkm.103)

or  20log109 = 180      et  20log103= 60   d'où :     

         
AELdB= - 92,5 - 20 logfGHz - 20 logdkm

commentaire:  l'AEL est en niveau négatif et sa valeur absolue augmente avec:

- la fréquence: les fréquences élevées sont plus atténuées que les fréquences basses

- la distance qui en augmentant atténue la puissance recue


bilan hertzien en espace libre, d'antenne à antenne:

Pr = Pe.Ge.Gr.AEL devient en niveau de puissance bien sûr: 

10 log P = 10log Pe + 10logGe + 10logG + 10 log AEL

avec Pe en mW et Pr en mW le bilan devient 


Pr
dBm =  PedBm + GedB + GrdB - ( 92,5 + 20 log fGHz +20 logdkm)

exemple classique:  

niveau de puissance émetteur:  40dBm  ( 10 W = 1000 mW ) 
                                                        gain GedB = 30

fréquence 2 GHz     distance 50 km  

récepteur: gain GrdB = 30


AELdB = - 92,5 - 20 log 2 - 20 log 50 = - 128,2

PrdBm = 40 + 30 + 30 -128,2 = -28,2 dBm  

conversion en puissance: Pr mW  = 10 PrdBm/10 = 1,51 mW = 1514 mW


leçon précédente 2: Puissance rayonnée, PIRE, Gain
leçon suivante      4: Ellipsoïde de Fresnel
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Vendredi 16 novembre 2007
- Publié dans : i-e1-a: Bac STI Génie Mécanique
Voici l'exercice de révision que je vous ai promis ce matin.

Correction en rouge

Un moteur CC est composé:

- d'un inducteur  fournissant un champ B proportionnel au courant d'excitation I' 
  suivant la loi   B = 0,50 I'.

  voir fig ci-dessous:


inducteur-mcc.jpg























-  d'un induit composé de 24 encoches contenant 10 brins  conducteurs chacune.

La largeur de contact des frotteurs  sur les lames de collecteurs  permet au courant d'induit I  de parcourir simultanément  20 encoches.

La longueur des brins est L = 35 cm, et le diamètre séparant deux encoches opposées sur le rotor est D = 14 cm

voir fig ci-dessous

induit-mcc.jpg





















--> on impose un courant I' = 2A à l'inducteur:

1°) calculer le champ B.

réponse:  on utilise la loi B = 0,5I' qui donne B=1T   ( T= tesla unité de champ magnétique)

2°) calculer le nombre de brins actifs N présents dans le rotor.

réponse: 20 encoches à 10 brins en contact avec les frotteurs => N =  200 brins actifs

en fait il y a 4 encoches soit 40 brins réparties sur les lignes neutres et non alimentées en courant

--> on impose un courant d'intensité I' = 3A à l'induit.

3°) calculer la force de Laplace subie par chaque brin actif.

réponse:  F = BIL donne F = 1x 3 x 0,35 = 1,05N

4°) en déduire le moment du couple
M agissant sur le rotor

200 brins sont soumis en même temps au champ B et au courant I

la force résultante tangentielle agissant sur le rotor sera donc dans le cas d'une répartition homogène du champ:

                F = N.F  soit F = 210 N

le moment de cette force par rapport à l'axe de rotation du rotor ( arbre) vaut
M = F.R soit aussi M =F.D/2

ainsi:  
M = 210 x 0,14 / 2 = 14,7 Nm

5°) calculer la puissance mécanique  Pm fournie par ce moteur à la fréquence de rotation 20 s-1 ( tour/s )

soit n la fréquence de rotation ( en s-1)  et Oméga la vitesse angulaire ( en rad.s-1)

Pm = M.Oméga  avec Oméga = 2 Pi.n    Pm = M . 2Pi.n qui donne Pm = 1847 W

--> sur la plaque du moteur on lit :

fréquence nominale de rotation: 20 s-1   rendement nominal de l'induit: 91%

6°) calculer la puissance électrique absorbée par l'induit

soit h le rendement 

le moteur étant un convertisseur électro-mécanique sa loi de rendement est la suivante:

   Pm = Pa. h      ou Pa est la puissance électrique absorbée.

on a donc Pa = Pm / h qui donne:  Pa = 1847 / 091 = 2030W  soit environ 2 kW

7°) en déduire la tension appliquée U entre les balais (frotteurs)

entre les balais, c'est l'intensité I = 3A qui est injectée dans le rotor

à partir de loi de puissance en courant continu on obtient Pa = UI et I = Pa/I

soit ici:  U = 2030/3 = 676 V soit environ 700V

On sera peut être étonné de la grande valeur trouvée, en effet elle n'est pas courante dans le domaine industriel, par contre elle tout à fait en accord avec celles utilisées dans le domaine de la traction électrique.
Une telle tension est obtenue en redressant la tension triphasée 400V/700V/50Hz.









     







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