Comment Prévoir le Fonctionnement d'un Circuit Électrique avant Toute Expérience ?
Vous devez réaliser les montages proposés et répondre individuellement par écrit aux questions posées (si possible réaliser le compte rendu sur traitement de texte). Mais, bien évidemment vous notez – en plus – toutes les informations qui vous semblent utiles : vous vous constituez votre propre cours.

Objectifs généraux :

    • Utilisation de Crocodile Clip
    • Durée : 1 séance

Matériel :

    • Crocodile Clip

 

I Conséquence d'un court-circuit

II Choix d'une résistance

III La diode électroluminescente IV Protection d'une diode électroluminescente
V Aide : Barre de composants VI Aide pratique dans Crocodile

 

I Conséquence d'un court-circuit

 

L'animation étant déactivée, réaliser le circuit ci-contre, d'abord sans court-circuiter la résistance. Lancer l'animation.

L'animation étant désactivée, ajouter le fil provoquant le court-circuit de la résistance, puis lancer l'animation.

court_ci.gif (1664 octets)

1) Expliquer le montage et ce qui s'est passé.

Pchitt :-(((

2) Quel est l'effet de ce court-circuit de la lampe?

3) Mettre le fil de court-circuit aux bornes de la lampe. Quel est l'effet de ce nouveau court-circuit ?

4) Conclure

Retour

 

II Choix d'une résistance

Pour l'expérience ci-contre, on veut choisir une résistance de 47 parmi des résistances disponibles chez le fournisseur d'électronique :

  • 47 0,25W,
  • 47 0,5W
  • 47 1W ou
  • 47 2W.

La puissance en Watt précisée ci-dessus, correspond à la puissance maximale que peut recevoir la résistance de 47 introduite dans un circuit.

1) Quel(s) choix peu(ven)t convenir pour ce montage ? Expliquer vos calculs théoriques

res_puis.gif (1324 octets)

2) Après calcul, simuler le circuit ci-dessus
Chercher dans l'aide de Crocodile quel choix a été fait pour la puissance maximum des résistances dans le logiciel.
Est-ce compatible avec vos calculs théoriques ?

 

Connaissance utile: La puissance consommée par une résistance est donnée par la formule:

Puissance consommée

Pchitt :-(((

3) Changer la tension du générateur (12 V). Que se passe-t-il? Vérifier par le calcul.

Retour

 

III La DEL

La Diode ÉlectroluminescenteDEL

1) Donner une définition de ce composant.

 

Qu'est ce qu'une DEL ?

Retour

 

IV Protection d'une diode électroluminescente

Avant tout désactiver l'animation, puis choisir des calibres automatiques de mesure

A) Montage
Simuler le montage ci-dessous.

Protection d'une DEL

 

On cherchera ici la valeur de la résistance, placée en série, qui protégera efficacement la DEL.

B) Caractéristique de la DEL
Chercher dans l'aide de Crocodile les caractéristiques d'une DEL rouge.

1) Noter les valeur

I = f (Uab)

2) Quelle est la tension minimale pour que la DEL brille correctement ?

3) Quelle est la tension nécessaire aux bornes de la DEL pour qu'elle soit traversée par un courant d'intensité 20 mA ?

4) Lorsque la DEL brille, comment évolue l'intensité du courant pour une faible variation de la tension ?

C) Calcul
5) Déterminer par le calcul la valeur de la résistance de protection, sachant que l'on veut que la diode électroluminescente fonctionne, traversée par une intensité de 20 mA.

D) Vérification
Avec crocodile clip, placer un voltmètre aux bornes de la DEL.
Donner à la résistance la valeur calculée précédemment et lancer l'animation du montage.

6) Comparer les valeurs de UAB et I aux valeurs imposées en C).

7) Conclure.

E) Les valeurs maximales et minimales de la résistance de protection

8) Refaire les calculs avec la plus petite intensité qui permet à la DEL de briller au maximum.

9) Modifier la valeur de la résistance dans le circuit et vérifier les résultats

10) Refaire les calculs avec la plus grande intensité que supporte la DEL

11) Modifier la valeur de la résistance dans le circuit et vérifier les résultats
Si la résistance est inférieure à cette valeur que se passe-t-il ? Vérifier.

12) Que pensez-vous de la règle énoncée ci-dessous ?

Lorsqu'on est très pressé ( ou qu'on ne sait pas faire le calcul ... ) on peut appliquer la règle suivante : 

R » 50 Ohm par volt de U

Par exemple si U vaut 6V , il faudra approximativement 50×6 = 300 W

F) Conclusion

13) Pourquoi faut-il toujours une résistance en série avec une DEL ?

 
G) Exercice en courant alternatif
14) Que signifie "tension inverse maximum 5V" trouvé dans l'aide de Crocodile sur la DEL ?
  • Choisir un générateur de tension alternative de fréquence 0,5 Hz et d'amplitude 5 V. Simuler le montage de la figure 1.

14) La résistance de protection est-elle bien adaptée ?
15) Observer le fonctionnement de ce montage. Noter vos observations.
16) Augmenter la fréquence à 10 Hz et conclure.


Icônes nécessaire pour placer un oscilloscope et visualiser les graphes

  • Choisir maintenant une amplitude de 8V pour le montage de la figure

17) Expliquer ce qui se passe.

DEL en parallèle

  • Réaliser le montage de la figure 2.

18) Quelle amélioration ce montage apporte-t-il au précédent ?

  • Placer un voltmètre aux bornes des diodes.

19) Quelle est la tension à leurs bornes ?

Retour

 

V Aide: les barres de composants

bar_menu.gif (3750 octets)

Cette barre de menu donne accès aux différentes catégories de composants.

bar_mesu.gif (2070 octets)

Barre d'icônes des appareils de mesures

bar_gene.gif (4642 octets)
bar_resv.gif (2982 octets)
barinter.gif (2155 octets)
bar_mot.gif (2564 octets)
bar_resi.gif (3286 octets)
bar_lamp.gif (3132 octets)

bar_tran.gif (3127 octets)

Le crocodile est un outil manipulable avec la souris. Il permet de supprimer un composant.

Retour

 

VI Aide pratique dans Crocodile

Pour changer les caractéristiques d'un dipôle :
.....- Cliquer sur la valeur affichée à coté du dipôle

Pour désactiver l'animation :
.....- Menu Affichage : Animation (non coché)
Pour choisir des calibres automatiques de mesure :

.....- Menu Mesure: calibre automatique.
Pour avoir des renseignements sur les composants électroniques :
.....- Cliquer sur " ? " dans le menu, puis " table des matières ", puis " bibliothèque " 
Retour

VII Résumé des connaissances révisées ou découvertes

Vous devez résumer ici ce qui vous est apparu indispensable, ou simplement utile pour l’année de MPI et pour vos révisions lors du prochain contrôle …