📦 Présentation du matériel
Découvre le circuit RLC libre : bobine, condensateur, résistance et interrupteur. La résistance joue un rôle crucial : elle provoque l'amortissement des oscillations.
🎬 Choisis un régime de fonctionnement
R_c = 2√(L/C)
qui sépare les comportements.
👇 Choisis un régime ci-dessous (tu pourras changer à tout moment à l'étape 4).
🎯 Analogie : balançoire avec frottements → balancements qui s'atténuent.
🎯 Analogie : porte qui se ferme sans claquer — vitesse optimale.
🎯 Analogie : porte lourde qui se ferme lentement, freinée par les frottements.
🎯 Utilise cette option pour trouver toi-même la valeur critique R_c.
R_c = 2√(L/C) = 2√(10⁵) ≈ 632 Ω.
- Un circuit RLC dissipe son énergie dans la résistance R (effet Joule).
- Loi des mailles : U_C + U_R + U_L = 0
- Résistance critique : R_c = 2√(L/C)
- Pseudo-période (régime 1) : T ≈ T₀ = 2π√(LC)
- Facteur de qualité : Q = (1/R)·√(L/C)
- Plus R est petite, plus les oscillations durent longtemps.
- Plus R est grande, plus l'amortissement est rapide.
🛠️ Montage du circuit RLC
Construis le circuit RLC libre : bobine + condensateur + résistance + interrupteur en boucle fermée.
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 (boucle RLC)
📺 Brancher l'oscilloscope
Choisis le mode de mesure (mono ou bicourbe), puis branche les voies de l'oscilloscope en dérivation sur le(s) composant(s) à mesurer.
🎬 Choisis le mode de mesure
💡 U_L(t) = L · di/dt
🧰 Appareil à utiliser
L'oscilloscope est un voltmètre différentiel.
On le branche en dérivation sur le composant à mesurer.
📐 Schéma du branchement
🎓 Analyse & Conclusion
Étudier les oscillations amorties d'un circuit RLC libre et identifier les trois régimes de fonctionnement selon la résistance R.
📊 Récapitulatif de ton expérience
Voici un bilan complet avec formules et valeurs calculées.
🧮 Grandeurs caractéristiques (formules + valeurs)
= 2·√(1/10×10⁻⁶)
= 632 Ω
= 2π·√(1×10×10⁻⁶)
= 20.1 ms
= (1/50)·√(1/10×10⁻⁶)
= 19.9
= 1/√(1×10×10⁻⁶)
= 316 rad/s
= 50/(2×1)
= 25.0 s⁻¹
= 2×1/50
= 40.0 ms
= ½·10×10⁻⁶·6²
= 180 µJ
🔵 Courbe observée à l'oscilloscope
🔌 Rappel du branchement : à l'étape 3, tu as choisi de mesurer U_C (condensateur). Tu peux changer le mode à tout moment et comparer les tensions.
🔵 Oscillations libres amorties
Observe la décroissance des tensions et du courant pour le régime choisi.
🔵 U_C(t) — tension du condensateur
🟠 U_R(t) — tension du résistor
🟣 U_L(t) — tension de la bobine
⚡ i(t) — courant dans le circuit
• Régime pseudo-périodique : oscillations amorties (amplitude décroît exponentiellement).
• Régime critique : retour le plus rapide à 0 sans dépassement.
• Régime apériodique : retour lent à 0, sans oscillation.
• Dans tous les cas, l'énergie est dissipée dans R (effet Joule).
• U_R(t) ∝ i(t) : image du courant.
• U_L(t) ∝ di/dt : image de la dérivée du courant.
🎯 Les trois régimes du RLC libre
Compare les trois comportements sur une même courbe.
⚡ Dissipation de l'énergie
L'énergie totale du circuit décroît : elle est dissipée en chaleur dans R.
• E_C = ½ · C · U_C² : énergie du condensateur
• E_L = ½ · L · i² : énergie de la bobine
• E_totale = E_C + E_L : décroît à cause de la résistance
• La puissance dissipée dans R vaut P = R · i² (effet Joule).
🌍 Applications dans la vie courante
Le circuit RLC est présent partout en électronique et au-delà.
🛡️ 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 RLC libre
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 : R_c = 2·√(L/C)
- L/C = 2 / 50×10⁻⁶ = 40 000
- √(L/C) = √40000 = 200
- R_c = 2 × 200 = 400 Ω
- Comparer R à R_c : ici R < R_c
- R petit → oscillations amorties
- Régime : pseudo-périodique
- Formule : T ≈ T₀ = 2π√(L·C)
- L·C = 1 × 10×10⁻⁶ = 10⁻⁵ s²
- √(L·C) ≈ 3,16×10⁻³ s = 3,16 ms
- T = 2π × 3,16 ms ≈ 19,9 ms