ةيلاوتم ةرحلاتابذبذتلا ةدحولا ةراد يف les...
TRANSCRIPT
المحور الثاني
الوحدة : 3 ذ: النوح حكيم
الحرة التذبذبات RLC متوالية
دارة في Les oscillations libres dans un circuit RLC série
1تمرين ، موصلEننجز التركيب التجريبي و المكون من مولد مولد مؤمثل للتوتر قوته الكهرمحركة :الجزء االول
نعاين التوتر بين مربطي الموصل االومي و بين . L، و وشيعة معامل تحريضا R=100Ωاومي مقاومته
الممثلين يينمربطي المولد فنحصل على المنحن
Sy=20V/div ،الحساسية الرأسية Sx=2ms/divالحساسية األفقيةفي الشكل جانبه
الموصل حدد معلال جوابك المنحنى الموافق للتوتر بين مربطي -1
. االومي و المنحنى الموافق للتوتر بين مربطي المولد
. r=20Ω أنتأكد المقاومة الداخلية للوشيعة غير مهملة و أنبين -2
.ثابتة الزمن 𝝉و قيمة Eحدد مبيانيا قيمة -3
.احسب قيمة الطاقة القصوية التي تختزنها الوشيعة-4
مصباح Nحيث ( 1الشكل ) ننجز التركيب التجريبي الجزء الثاني
يتصرف المصباح كقاطع للتيار عندما يكون منطفئا حيث التوتر بين مربطيه. من النيون
U 20V ويتصرف كموصل اومي مقاومةR=105Ω عندما يكون مشتعال حيث التوتر
2نعاين التوتر بين مربطي المكثف فنحصل على الشكل . U 60Vبين مربطيه
K2ونفتح K1نغلق قاطع التيار t=0عند لحظة -1
. K1 فسر لماذا ال يشتعل المصباح لحظيا عند غلق قاطع التيار -1-1
. t<t1عند UC(t)حدد المعادلة التفاضلية التي يحققها التوتر -1-2
UC(t)=E(1-eتحقق من أن حل المعادلة التفاضلية يكتب على شكل -1-3-t/RC
) .
t1 التي سيشتعل فيها المصباح، احسب t1الدارة تعبير اللحظة حدد بداللة برمترات -1-4
.يشتعل المصباح t1ابتدءا من اللحظة -2
. UC(t)باستعمالك لقانون العقد حدد المعادلة التفاضلية التي يحققها -2-1
=UC(t)حل المعادلة التفاضلية السابقة -2-2
0-
) e
-20.t/RC حظة انطفاء المصباحل t2، حدد
، نعاين التوتر بين مربطي المكثف فنحصل على K2 ونغلق K1نفتح قاطع التيار t2 عند لحظة -3
3الشكل
كيف تفسره؟ عليه، ما طبيعة النظام المحصل -3-1
شكـل ال
1
E (L ,
r)
u
C
C
(1
)
(2
) R
2 3 4 5 0 1 6
1
2
3
4
5
6
2 ـلشك
t (ms)
uC (V)
T
1 2 3 4 5 6
3 ـلشك
t (ms)
uC (V)
0
-2
-4
4
2
6
0,5 1 1,5 2 2,5 3 0
0,5
1
1,5
2
2,5
2ـل شك
t (ms)
i (A)
3شكــل
E
(L , r)
uC C
(1) (2)
R
(1شكــل )E
K
R
(L , r)
2تمرين
لة في مكبر الصوت، ننجز تجربة على مرحلتين مستعم rلوشيعة مقاومتها Lلتحديد معامل التحريض :1باستعمال التركيب التجريبي الممثل في الشكل
لمكثف بالدراسة التجريبية لشحنه بواسطة مولد كهربائي مؤمثل قوته Cنحدد قيمة السعة : المرحلة األولى
V6Eالكهرمحركة .
10نأخذ .Lرس تفريغ هذا المكثف في الوشيعة لتحديد قيمة معامل التحريضند: المرحلة الثانية2.
تحديد سعة المكثف (1
عند لحظة نختارها أصال ( 1)إلى الموضع ( 1الشكل) Kالمكثف غير مشحون، نؤرجح قاطع التيار
0t)للتواريخ ) ؛ فيشحن المكثف عبر موصل أومي مقاومته 100R. نعاين بواسطة راسم
التذبذب ذي ذاكرة التوتر C
u ( 2)على المنحنى الممثل في الشكل بين مربطي المكثف، فنحصل
أثبت المعادلة التفاضلية التي يحققها التوتر .1-1C
u.
e1.(Au(: حل هذه المعادلة التفاضلية هو .1-2
t
C
؛ أوجد تعبير كل من الثابتتينA و بداللة برامترات الدارة.
t(fu(المماس للمنحنى Tيمثل المستقيم .1-3C 0لحظة عند الt . قيمة السعة ( 2)استنتج انطالقا من منحنى الشكلC للمكثف.
.تحديد معامل التحريض للوشيعة (2
0t)المكثف مشحون، نؤرجح عن لحظة نعتبرها أصال جديدا للتواريخ ) قاطع التيار ،K
، و نعاين بنفس الطريقة تطور التوتر (2)إلى الموضع ( 1لالشك)C
u بين مربطي المكثف خالل
(3)الزمن، فنحصل على المنحنى الممثل في الشكل
أثبت المعادلة التفاضلية التي يحققها التوتر .2-1C
u بين مربطي المكثف.
عبر عن الطاقة الكلية .2-2t
E للدارة بداللةL وC وC
u وdt
duC.
باستعمال المعادلة التفاضلية بين أن .2-32t
i.rdt
dE حيث ،i شدة التيار المار في الدارة
.مقاومة الوشيعة rو tعند اللحظة أحسب اعتمادا على . نعتبر في هذه التجربة أن شبه الدور يساوي الدور الخاص للدارة .2-4
.للوشيعة Lمعامل التحريض ( 3)منحنى الشكل
.تحديد قيمة معامل التحريض للوشيعة بطريقة أخرى (3
F10Cالمكون من الوشيعة السابقة و مكثف سعته )D(مربطي ثنائي القطب نطبق بين5
0
مركبين على التوالي، توترا جيبيا ،u قيمته الفعالة ثابتة
V6U و نغير تدريجيا ترددهN.
Hz500Nعندما يأخذ التردد القيمة نالحظ أنه 0 تأخذ الشدة الفعالة للتيار قيمة قصوى ،A48,0I
0.
.للوشيعة rو قيمة المقاومة Lأحسب قيمة معامل التحريض .3-1
ليكن .3-2b
u الوشيعة؛ أوجد قيمة الطور التوتر اللحظي بين مربطي للتوترb
u بالنسبة للتوترu.
3تمرين
. لرتبة توتر صاعدة RLاستجابة ثنائي القطب (1يرتبط . (Bougies)حدث على مستوى الشمعات بفضل شرارات ت (Essence)يشتغل محرك السيارات الذي يستخدم البنزين
. و بطارية السيارة وقاطع للتيار إلكتروني )r,L(تكون الشرارات بغلق و فتح دارة كهربائية تحتوي أساسا على وشيعة
.ناصر الدارةالمقاومة الكلية لباقي ع Rالنموذج المبسط لهذه الدارة حيث ( 1)يمثل الشكل :معطيات
V12Eالقوة الكهرمحركة للبطارية . المقاومة الكلية لباقي عناصر الدارة 5,5R.
0tعند اللحظة Kنغلق قاطع التيار . لمار تغيرات شدة التيار الكهربائي ا( 2)يمثل منحنى الشكل
.في الدارة بداللة الزمن .أثبت المعادلة التفاضلية التي تحققها شدة التيار المار في الدارة .1-1
e1.(A)t(i(حل المعادلة التفاضلية هو .1-2
t
. أوجد تعبير كل منA و.
؟ ما تأثير الوشيعة على إقامة التيار عند غلق الدارة .1-3 .عين مبيانيا قيمة ثابتة الزمن .1-4 .Lو rحدد قيمة كل من .1-5
.متوالية RLCالتذبذبات الحرة في دارة (2وشيعة معامل ، والمتكون من(3)لدراسة التذبذبات الكهربائية الحرة، ننجز التركيب الممثل في الشكل
و مولد قوته Cقابلة للضبط و مكثف سعته Rو موصل أومي مقاومته rو مقاومتها Lتحريضها
.Eالكهرمحركة
0tظة نشحن المكثف ثم نؤرجح قاطع التيار عند اللح أسفله ( 2)و ( 1)تمثل الوثيقتان . 2إلى الموضع
تغيرات التوتر C
u بين مربطي المكثف بداللة الزمن بالنسبة لقيمتين مختلفتين للمقاومةR.
أقرن بكل وثيقة نظام التذبذبات الموافق .2-1
.شبه دور التذبذبات Tحدد قيمة .2-2
يقارب الدور الخاص Tنعتبر أن شبه الدور .2-30
T استنتج قيمة . للتذبذبات الكهربائية الحرة غير المخمدةC.
0tالدارة بين اللحظتين قيمة الطاقة الكهربائية المبددة بمفعول جول في( 1)حدد في حالة الوثيقة .2-4 وms8t1