📦 Présentation du matériel
Avant de manipuler, découvrons le circuit LC : bobine, condensateur et interrupteur. Puis nous définirons qui a l'énergie au départ.
🎬 Mise en situation — Qui a l'énergie au départ ?
👇 Choisis ci-dessous le cas à simuler. Ce choix sera utilisé aux étapes suivantes.
État initial :
U_C(0) = 6 V, i(0) = 0 A — toute l'énergie est dans le condensateur.
🎯 Analogie : ressort tendu qu'on relâche → oscillations.
État initial :
U_C(0) = 0 V, i(0) = 0,5 A — toute l'énergie est dans la bobine.
🎯 Analogie : masse en mouvement qui comprime un ressort.
T₀ = 2π√(LC).
Seul le déphasage entre U_C et i change (cos ↔ sin).
Oscilloscope
L'appareil de mesure qui trace les courbes U_C(t) et i(t)
• Voie 2 (−) : borne − du composant à mesurer
- Un circuit LC échange de l'énergie entre le condensateur et la bobine.
- Énergie dans le condensateur : E_C = ½ · C · U_C²
- Énergie dans la bobine : E_L = ½ · L · i²
- Énergie totale (constante) : E = E_C + E_L
- Période propre : T₀ = 2π√(L·C)
- Fréquence propre : f₀ = 1 / T₀ = 1 / (2π√(L·C))
- Dans un LC idéal (sans résistance) : oscillations sinusoïdales pures, jamais amorties.
🛠️ Montage du circuit LC
Construis le circuit LC (bobine + condensateur + interrupteur). Le circuit est un circuit fermé simple : 3 fils suffisent.
1. Clique sur un composant pour l'ajouter
2. Clique sur ⟳ pour tourner
3. Glisse les poignées des fils vers les bornes
4. Double-clic sur K → ouvrir/fermer
📐 Schéma à réaliser (circuit fermé)
📺 Brancher l'oscilloscope
Branche les 2 voies de l'oscilloscope en dérivation sur le composant à observer.
🧰 Appareil à utiliser
L'oscilloscope est un voltmètre différentiel.
On le branche en dérivation sur le composant à mesurer.
1 fil relie Voie 1 (+) à la borne + de C
1 fil relie Voie 2 (−) à la borne − de C
📐 Schéma du branchement
🎓 Analyse & Conclusion
Comprendre l'échange d'énergie entre condensateur et bobine, déterminer la période propre T₀ et vérifier la relation T₀ = 2π√(LC).
📊 Récapitulatif de ton expérience
Voici un bilan de ce que tu as fait dans ce TP. Modifie L et C pour comparer les oscillations.
🌊 Oscillation U_C(t) observée
🌊 Oscillations libres du circuit LC
Sélectionne la grandeur à observer, puis lance l'animation.
⚡ U_C(t) — tension du condensateur
puis oscille en cosinus
🌀 i(t) — courant dans la bobine
et oscille en sinus (déphasé de 90°)
• Sans résistance, les oscillations sont sinusoïdales pures : jamais amorties.
• U_C(t) et i(t) sont déphasés de 90° (T₀/4).
• Le condensateur et la bobine échangent leur énergie en permanence.
• La période T₀ ne dépend que de L et C : T₀ = 2π√(LC).
⚡ Échange d'énergie entre C et L
L'énergie totale reste constante : elle oscille entre le condensateur et la bobine.
• E_C = ½ · C · U_C² : énergie du condensateur (électrique).
• E_L = ½ · L · i² : énergie de la bobine (magnétique).
• E_totale = E_C + E_L = constante (dans le LC idéal).
• Quand E_C est max, E_L est nulle, et inversement.
• La période des énergies est T₀/2 (échange 2 fois plus rapide que U_C).
🌍 Applications dans la vie courante
Le circuit LC est au cœur de toutes les technologies de communication.
🛡️ Questions de compréhension
Réponds aux 3 questions pour valider ta compréhension.
✍️ Ma conclusion
Rédige ta conclusion en t'aidant des indices. Elle sera vérifiée automatiquement.
📝 Ta conclusion rédigée
🎓 Certificat de réussite du TP LC
Félicitations ! Tu as terminé toutes les étapes du TP. Saisis ton nom pour générer ton certificat.
🧮 Exercices guidés
Applique ce que tu as appris avec 3 exercices progressifs.
- Formule à utiliser : T₀ = 2π√(L·C)
- L·C = 4 × 25×10⁻⁶ = 10⁻⁴ s²
- √(L·C) = √(10⁻⁴) = 10⁻² s = 10 ms
- T₀ = 2π × 10 ms
- Formule : f₀ = 1 / T₀
- T₀ ≈ 0,0628 s
- f₀ = 1 / 0,0628 ≈ 15,9 Hz
- Au départ, toute l'énergie est dans le condensateur
- Formule : E = ½ · C · U₀²
- E = ½ × 20×10⁻⁶ × 10² = ½ × 20×10⁻⁶ × 100
- E = ½ × 2×10⁻³ = 10⁻³ J = 1 mJ