#LyX 1.6.5 created this file. For more info see http://www.lyx.org/
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\newcommand{\buttonlabel}[1]{\textbf{\texttt{#1}}}
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\author ""
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\begin_layout Standard
\align left
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
thispagestyle{empty}
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset VSpace 0.5in
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
\align center

\size giant
expEYES
\end_layout

\begin_layout Standard
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/eyes.jpg
	lyxscale 40
	width 8cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
\align center

\size largest
Experiments for
\begin_inset Newline newline
\end_inset

 Young Engineers and Scientists
\end_layout

\begin_layout Standard
\align center
Des expériences pour les jeunes ingénieurs et scientifiques
\end_layout

\begin_layout Standard
\align center
site web : http://expeyes.in
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset VSpace 0.5in
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
\align center

\size large
Manuel de l'utilisateur
\end_layout

\begin_layout Standard
\align center
avec 50 Expériences Scientifiques
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset VSpace 0.25in
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
\align center
Projet PHOENIX
\begin_inset Newline newline
\end_inset

Inter-University Accelerator Centre
\begin_inset Newline newline
\end_inset

(A Research Centre of UGC)
\begin_inset Newline newline
\end_inset

New Delhi 110 067
\begin_inset Newline newline
\end_inset

http://www.iuac.res.in
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
Préface
\end_layout

\begin_layout Standard
Le projet PHOENIX (Physics with Home-made Equipment & Innovative Experiments)
 a commencé en 2004 au Inter-University Accelerator Centre avec l'objectif
 d'améliorer l'enseignement des sciences dans les Universités Indiennes.
 Le développement d'équipements de laboratoire à bas prix et la formation
 des professeurs sont les deux activités majeures de ce projet.
 Le premier produit était une interface généraliste, s'appelait aussi Phoenix,
 et s'articulait avec ces instruments tels qu'un compteur Geiger-Muller,
 un spectromètre alpha, etc.
 La puissance des ordinateurs personnels a été utilisée pour réaliser des
 expériences et de l'analyse de données.
 La conception du matériel est ouverte et le logiciel est publié sous la
 Licence Publique Générale GNU GPL.
 Les retours et le soutien de la communauté d'utilisateurs ont été cruciaux
 pour ce projet.
\end_layout

\begin_layout Standard
Le nouveau produit, expEYES (Experiments for Young Engineers & Scientists),
 est conçu pour être un outil pour étudier par l'expérimentation, valide
 pour les classes de collège et au-delà.
 On a essayé de maintenir un équilibre entre les expériences ouvertes principale
ment réservées à l'exploration et les expériences conventionnelles avec
 un objectif spécifique.
 Nous avons essayé d'optimiser la conception pour rester simple, souple,
 robuste et surtout bon marché.
 Il n'y a pas besoin d'une alimentation séparée, puisqu'il fonctionne à
 l'aide de l'alimentation 5V de la prise USB, indépendamment des pannes
 de courant communes à certains endroits.
 Le prix très abordable le rend accessible à des individus et nous espérons
 voir des étudiants faire des expériences hors des quatre murs du laboratoire,
 qui ferme quand sonne la cloche.
\end_layout

\begin_layout Standard
Vous pourrez trouver plus de détails et des versions mises à jour de ce
 document sur le site web
\shape italic
http://expeyes.in
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset space ~
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
Ajith Kumar
\end_layout

\begin_layout Standard
V V V Satyanarayana
\end_layout

\begin_layout Standard
Jimson Sacharias
\end_layout

\begin_layout Standard
Deepak Munda
\end_layout

\begin_layout Standard
S.
 Venkataramanan
\end_layout

\begin_layout Standard
(traduction française
\begin_inset space ~
\end_inset

: Georges Khaznadar)
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset CommandInset toc
LatexCommand tableofcontents

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Chapter
Un bon départ
\end_layout

\begin_layout Section
Introduction
\end_layout

\begin_layout Standard
On mesure plus souvent la performance d'un étudiant par sa capacité à mémoriser
 que par sa compréhension réelle.
 Le résultat est que la plupart échouent à appliquer ce qu'ils apprennent
 en classe aux choses qu'ils rencontrent dans la vie quotidienne.
 On peut corriger ça dans une certaine mesure par un enseignement basé sur
 l'exploration et l'expérience.
 En général, les expériences impliquent de contrôler quelques paramètres
 physiques tels que la température, la pression, la vitesse, l'accélération,
 la force, la tension, le courant, etc.
 Si la grandeur physique mesurée change rapidement, les mesures demandent
 à être automatisées et un ordinateur devient un outil utile.
 Par exemple, comprendre les variations du courant alternatif du secteur
 avec le temps nécessite de le mesurer toutes les millisecondes.
\end_layout

\begin_layout Standard
La possibilité de réaliser des expériences avec une précision raisonnable
 ouvre un champ entièrement nouveau dans l'enseignement de la science.
 Les étudiants peuvent comparer les données expérimentales avec les modèles
 mathématiques et examiner les lois fondamentales gouvernant des phénomènes
 variés.
 Les chercheurs formulent des hypothèses, conçoivent et réalisent des expérience
s, analysent les données pour vérifier si elles ont en accord avec la théorie.
 Les objectifs du projet PHOENIX (Physics with Home-made Equipment and Innovativ
e Experiments) est de fournir les mêmes facilités aux étudiants à une échelle
 plus petite.
 On a déjà développé plusieurs équipements et expériences à ce jour.
 Ce document décrit quelques expériences qu'on peut faire avec l'interface
 nommée
\shape italic
expEYES
\shape default
.
\end_layout

\begin_layout Section
Le matériel
\end_layout

\begin_layout Standard
Une photographie du matériel est présentée dans le figure
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:ExpEYES top panel"

\end_inset

.
 On peut le connecter au port USB d'un ordinateur.
 Il a 32 bornes d'entrée/Sortie, où on peut connecter des signaux du monde
 extérieur.
 Gardez en mémoire qu'il ne peut traiter que des signaux électriques, on
 peut suivre et contrôler les niveaux de tension à plusieurs bornes.
 Pour mesurer d'autre paramètres (tels que la température, la pression,
 etc.), il faut les convertir en signaux électriques en utilisant des éléments
 capteurs appropriés.
 Même si notre objectif premier est de faire des expériences, vous êtes
 encouragé à lire la brève description du matériel donnée ci-dessous.
\end_layout

\begin_layout Standard

\shape italic
IMPORTANT : Les tensions externes connectées à expEYES doivent être dans
 l'intervalle
\begin_inset Formula $\pm5V$
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/top-panel.png
	lyxscale 50
	width 10cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Le tableau de bord d'ExpEYES avec les connexions externes des deux côtés.
 Les flèches indiquent les sens des signaux.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:ExpEYES top panel"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection
Connexions externes
\end_layout

\begin_layout Standard
On peut groupe les connexions externes selon leurs fonctions.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Entrées numériques (ID0 et ID1)
\end_layout

\begin_layout Standard
Le logiciel peut lire le niveau de tension appliqué à ces bornes.
 Toute tension inférieure à 0,8
\begin_inset space ~
\end_inset

V est traitée comm 0 (BAS) et tout ce qui dépasse 2
\begin_inset space ~
\end_inset

V est traité comme 1 (HAUT).
 Si la tension change entres HAUT et BAS, ces bornes peuvent mesurer la
 fréquence et le rapport cyclique des signaux connectés.
 ExpEYES peut mesurer l'intervalle de temps entre les transitions de tension
 sur ces bornes avec une résolution de l'ordre de la microseconde.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Sorties numériques (OD0 et OD1)
\end_layout

\begin_layout Standard
à l'aide du logiciel, on peut commander la tension de ces bornes à 0 ou
 5
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
 OD0 est amplifiée par un transistor et peut contrôler un courant jusqu'à
 100
\begin_inset space ~
\end_inset

mA.
 OD1 ne peut contrôler que jusqu'à 5
\begin_inset space ~
\end_inset

mA.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Générateurs de signaux
\end_layout

\begin_layout Subsubsection*
SINE
\end_layout

\begin_layout Standard
Générateur de signal sinusoïdel de fréquence fixe, la fréquence vaut environ
 90
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz.
 Sortie bipolaire avec une amplitude proche de 4
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
\end_layout

\begin_layout Subsubsection*
SQR1
\end_layout

\begin_layout Standard
Peut générer un signal carré, oscillante entre 0 et 5
\begin_inset space ~
\end_inset

V La fréquence est programmable de 15
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz à 1
\begin_inset space ~
\end_inset

MHz.
 Les valeurs de fréquences intermédiaires ne sont pas toutes possibles.
\end_layout

\begin_layout Subsubsection*
SQR2
\end_layout

\begin_layout Standard
Peut générer un signal carré, oscillante entre 0 et 5
\begin_inset space ~
\end_inset

V La fréquence peut être réglée à toute valeur entre 0,7
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz et 90
\begin_inset space ~
\end_inset

kHz.
 L'oscillateur nécessite une résistance variable de 22
\begin_inset space ~
\end_inset

kΩ pout fonctionner.
 L'intervalle de fréquence est contrôlé par logiciel et le réglage fin de
 fréquence est fait en ajustant la résistance variable.
 Les intervalles de fréquence sont < 25
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz, 25 à 1
\begin_inset space ~
\end_inset

kHz, 1
\begin_inset space ~
\end_inset

kHz à 10
\begin_inset space ~
\end_inset

kHz et 10
\begin_inset space ~
\end_inset

kHz à 90k
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz.
 Quand on écrit une fréquance dans un intervalle particulier, ça choisit
 cet intervalle.
 On ajuste alors la résistance variable pour obtenir la féquences désirée.
 La valeur réelle de la fréquence est mesurée et affichée durant l'ajustement.
\end_layout

\begin_layout Subsubsection*
PULSE
\end_layout

\begin_layout Standard
La fréquence de sortie est 488
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz.
 Le rapport cyclique peut être programmé de 0 à 100
\begin_inset space ~
\end_inset

% en 255 étapes.
 Cette borne peut être configurée pour générer un signal carré, comme SQR1.
 Cette propriété est utilisée par le programme qui démontre les interférences
 sonores.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Entrées de tension analogiques
\end_layout

\begin_layout Subsubsection*
A0 et A1
\end_layout

\begin_layout Standard
peuvent mesurer la tension dans un intervalle
\begin_inset Formula $\pm5\, V$
\end_inset

.
 La résolution de la convetion analogique-numérique est 12
\begin_inset space ~
\end_inset

bits.
 La tension à ces bornes peut être affichée en fonction du temps, ce qui
 donne la propriété d'un oscilloscope basse fréquence à deux canaux.
\end_layout

\begin_layout Subsubsection*
A2
\end_layout

\begin_layout Standard
Pour la mesure de tensions.
 L'entrée doit être dans un intervalle de 0 à 5
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
 La résolution est de 12
\begin_inset space ~
\end_inset

bits.
 La tension peut être représentée en fonction du temps à l'aide du logiciel.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Sorties de tension analogique
\end_layout

\begin_layout Subsubsection*
BPV
\end_layout

\begin_layout Standard
Sortie de tension bipolaire.
 Peut être programmée à toute valeur entre -5
\begin_inset space ~
\end_inset

V et +5
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
 La résolution est de 12
\begin_inset space ~
\end_inset

bits, ce qui implique un échelon de tension minimal de 2,5
\begin_inset space ~
\end_inset

mV.
\end_layout

\begin_layout Subsubsection*
UPV
\end_layout

\begin_layout Standard
Sortie de tension unipolaire.
 Peut être programmée entre 0 et +5
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
 Ne peut pas être utilisée en même temps que la sortie de courant constant
 CS, dans la mesure où elles utilisent la même sortie de convertisseur numérique
-analogique.
\end_layout

\begin_layout Subsubsection*
IV
\end_layout

\begin_layout Standard
Il s'agit juste de la sortie de BPV à travers une résistance de
\begin_inset Formula $1\, k\Omega$
\end_inset

.
 Utilisée pour faire des caractéristiques I-U.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Source de courant constant (CS)
\end_layout

\begin_layout Standard
programmable à toute valeur entre 0,05 et 2,0
\begin_inset space ~
\end_inset

mA.
 La résistance de charge devrait être choisie de telle façon que le produit
\begin_inset Formula $RI$
\end_inset

 soit moins de 2
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
 N'oubliez pas que CS et UPV partagent la même sortie de convertisseur numérique
-analogique.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Amplificateurs inverseurs
\end_layout

\begin_layout Standard
Il y a trois amplificateurs inverseurs, implémentés à l'aide d'ampli-ops
 TLO84, désignés ci-dessous à l'aide de leurs numéros des bornes d'entrée
 et de sortie.
\end_layout

\begin_layout Subsubsection*
15
\begin_inset Formula $\Rightarrow$
\end_inset

13
\end_layout

\begin_layout Standard
Entrée à la borne 15 est sortie à la borne 13.
 Le gain par défaut est 50.
 On peut réduire le gain en mettant une résistance en série avec l'entrée.
 Le gain est donné par la relation
\begin_inset Formula $G=\frac{R_{f}}{(R_{ext}+1000)}$
\end_inset

 où la résistance interne
\begin_inset Formula $R_{f}=50\,000\,\Omega$
\end_inset

.
 La résistance externe en série est
\begin_inset Formula $R_{ext}$
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Subsubsection*
14
\begin_inset Formula $\Rightarrow$
\end_inset

12
\end_layout

\begin_layout Standard
Entrée à la borne 14 et sortie à la 12.
 Similaire au précédent.
\end_layout

\begin_layout Subsubsection*
17
\begin_inset Formula $\Rightarrow$
\end_inset

18
\end_layout

\begin_layout Standard
Entrée en 17 et sortie en 18.
 Le gain par défaut est 100.
 On peut réduire le gain en mettant une résistance en série avec l'entrée.
 Le gain est donné par la relation
\begin_inset Formula $G=\frac{R_{f}}{(R_{ext}+100)}$
\end_inset

 où la résistance interne est
\begin_inset Formula $R_{f}=10\,000\,\Omega$
\end_inset

 et la résistance externe en série est
\begin_inset Formula $R_{ext}$
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Amplificateur non-inverseur
\end_layout

\begin_layout Standard
L'entrée est en 21 et la sortie en 22.
 Le gain est régi par une résistance externe
\begin_inset Formula $R_{g}$
\end_inset

 connectée entre 19 et 20, et donné par la relation
\begin_inset Formula $Gain=1+10000/R_{g}$
\end_inset

.
 Cet amplificateur est implémenté à l'aide d'un circuit intégré OP27 et
 a une tension de décalage d'environ
\begin_inset Formula $30\,\mu V$
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Standard
This amplifier is implemented using OP27 IC and has an offset voltage of
 around 30 micro-volts.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Entrée de capteur (SEN)
\end_layout

\begin_layout Standard
Pour y connecter tout capteur dont la résistance varie avec le paramètre
 mesuré.
 Quand on l'utilise avec le phototransistor, on branche le collecteur ici,
 et l'émetteur à la masse [Ground].
 Capable de mesurer la tension et la fréquence.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Fréquencemètres
\end_layout

\begin_layout Standard
La borne 15 peut servir à mesurer la fréquence d'un signal bipolaire (qui
 varie entre des valeurs négatives et positives).
 L'amplitude minimale mesurable est 100
\begin_inset space ~
\end_inset

mV et la maximale est 5
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
\end_layout

\begin_layout Standard
ID0, ID1 et SEN peuvent être utilisées pour mesurer la fréquence de signaux
 qui oscillent entre 0 et 5
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Masses [Ground]
\end_layout

\begin_layout Standard
Les bornes marquées GND et décorées d'un symbole de masse électrique représenten
t le niveau de tension 0
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
 Elles sont connectées entre elles et à la masse de l'ordinateur à travers
 le câble USB.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Comment connecter les fils
\end_layout

\begin_layout Standard
On connecte les fils aux bornes à l'aide d'un tournevis.
 Desserrer la vis (la monter presque jusqu'en haut du connecteur), entrer
 le fil sur le côté et le serrer.
 On ne doit pas insérer les fils quand la vis est dans la position serrée.
 N'utiliser que le petit tournevis qui vient avec le kit.
 Quand on doit changer le connexion à une borne plusieurs fois durant une
 expérience, il sera commode de fixer une pince crocodile à cette borne.
\end_layout

\begin_layout Section
Installation du logiciel
\end_layout

\begin_layout Standard
ExpEYES ne peut fonctionner que sur des ordinateurs ayant un interpréteur
 Python et un module Python pour accéder au port série USB.
 L'interface USB est gérée par des pilotes qui représentent le port USB
 comme un port série RS232 aux programmes de l'application.
 La communication avec expEYES est faite à l'aide d'une bibliothèque écrite
 en langage Python.
 Des programmes avec une interface utilisateur graphique ont été écrits
 pour plusieurs expériences.
 Il y de nombreuses façons de faire fonctionner le logiciel
\begin_inset space ~
\end_inset

:
\end_layout

\begin_layout Subsubsection*
Le CD vif expEYES
\end_layout

\begin_layout Standard
la façon la plus simple pour commencer est de démarrer votre PC à l'aide
 du CD vif Phœnix.
 Dans le BIOS du PC, faites en sorte que le lecteur de CD soit le premier
 au démarrage, insérez le CD et redémarrez l'ordinateur.
 Un bureau apparaîtra et on peut démarrer expEYES depuis le menu
\series bold
Applications
\begin_inset space ~
\end_inset

->
\begin_inset space ~
\end_inset

Science
\series default
.
 Le CD vif expEYES est basé sur la distribution GNU/Linux Ubuntu 10.10.
\end_layout

\begin_layout Subsubsection*
Installation dans une distribution GNU/Linux Debian ou Ubuntu
\end_layout

\begin_layout Standard
Installer python-imaging-tk depuis le dépôt de la distribution qu'on a.
 Télécharger
\series bold
expeyes.deb
\series default
 depuis
\series bold
http://expeyes.in
\series default
 et l'installer.
 Installer aussi python-scipy et grace (un grapheur 2D) pour une pleine
 fonctionnalité.
\end_layout

\begin_layout Subsubsection*
Pour les autres distributions GNU/Linux
\end_layout

\begin_layout Standard
Télécharger
\series bold
expeyes.tgz
\series default
 depuis
\series bold
http://expeyes.in
\series default
 et suivre les instructions du fichier README.
 Il est important d'accoder des permissions de lecture/écriture à tous les
 utilisateurs sur le port USB où expEYES est connecté.
\end_layout

\begin_layout Subsubsection*
Sous MSWindows
\end_layout

\begin_layout Standard
Bien qu'expEYES soit un Logiciel Libre développé à l'aide de logiciels libres,
 il fonctionne sur des plateformes non-libres aussi.
 Pour l'installer sous MS Windows, il vous faut les fichiers suivants (donnés
 sur le CD)
\begin_inset space ~
\end_inset

:
\end_layout

\begin_layout Itemize
CDM20814_Setup.exe
\end_layout

\begin_layout Itemize
python-2.6.6.msi
\end_layout

\begin_layout Itemize
pyserial-2.5.win32.exe
\end_layout

\begin_layout Itemize
PIL-1.1.7.win32-py2.6.exe
\end_layout

\begin_layout Itemize
numpy-1.6.0b2-win32-superpack-python2.6.exe
\end_layout

\begin_layout Itemize
scipy-0.9.0-win32-superpack-python2.6.exe
\end_layout

\begin_layout Itemize
expeyes.zip
\end_layout

\begin_layout Standard
Dézipper le fichier
\series bold
expeyes.zip
\series default
, cliquer double sur
\series bold
explore.py
\series default
 dans le répertoire nommé EYES nouvellement créé.
\end_layout

\begin_layout Standard
Si vous avez le CD vif nommé expEYES, examinez le contenu du dossier nommé
 WINEYES.
 Tous les fichiers mentionnés ci-dessus sont dans ce dossier.
 Cliquez double sur eux dans l'odre mentionné ci-dessus pour les installer.
 L'utilitaire grapheur XmGrace n'est pas disponible sous Windows.
 La sortie de la tranformation de Fourier sera enregistrée sur le disque
 au format texte.
\end_layout

\begin_layout Section
Le programme graphique principal
\end_layout

\begin_layout Standard
Lancez Applications->Science->expEYES depuis le menu.
 Ça lance une fenêtre graphique comme dans la figure
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Explorer screenshot"

\end_inset

, voyez l'explication ci-dessous.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Un clic sur les boîtes où s'affichent les numéros de bornes permet d'accéder
 à de l'aide en ligne.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Le statut des entrées numériques décide de la couleur de la zone juste à
 côté d'elles.
 Un vert pâle signifie HAUT et un gris signifie BAS.
 Quand on applique une tension oscillant entre 0 et 5V, ce champ va clignoter.
\end_layout

\begin_layout Itemize
La zone d'affichage près de la borne 15 peut clignoter si un signal alternatif
 est connecté là.
\end_layout

\begin_layout Itemize
La zone d'affichage de la fréquence de SEN peut clignoter si la tension
 d'entrée varie entre 0 et 5
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Les boutons marqués
\begin_inset Quotes fld
\end_inset

F
\begin_inset Quotes frd
\end_inset

 peuvent être utilisés pour mesurer la fréquence, quand les champs colorés
 sont en train de clignoter.
\end_layout

\begin_layout Itemize
On peut fixer la valeur des signaux de sortie en les entrant dans la boîte
 de texte voisine.
 On peut fixer la tension, le courant, la fréquence et le rapport cyclique
 de cette façon.
 Tapez <Entrée> pour rendre la valeur effective.
 En cas de succès, un point décimal sera affiché.
\end_layout

\begin_layout Itemize
SQR2 nécessite la résistance externe de 22k
\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

 pour fonctionner.
 La fréquence réelle est affichée juste sous le champ texte, là où on fixe
 la fréquence.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Les états des sorties numériques, OD0 et OD1, peuvent être changés en utilisant
 les boutons à cocher.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Les tensions aux bornes d'entrées 23, 24, 25 et 26 sont affichées constamment
 à côté d'elles.
\end_layout

\begin_layout Subsubsection*
La fenêtre de graphique
\end_layout

\begin_layout Standard
La fenêtre de graphique à droite fonctionne comme un oscilloscope à basse
 fréquence.
 La cadence d'échantillonnage maximale est de 100 kHz seulement.
 On peut numériser des signaux sinusoïdaux en utilisant un seul canal jusqu'à
 20
\begin_inset space ~
\end_inset

kHz, et jusqu'à 10
\begin_inset space ~
\end_inset

kHz quand les deux canaux sont utilisés.
 Les contrôles suivants sont disponibles
\begin_inset space ~
\end_inset

:
\end_layout

\begin_layout Itemize
Curseur d'échelle horizontale (ms/carreau).
 Le mettre à la valeur minimale puis augmenter pour voir plus de périodes
 à l'écran.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Cases à cocher pour sélectionner A0 et A1.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Case à cocher LIZ pour faire une figure de lissajous à l'aide des entrées
 A0 et A1.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Case à cocher FIT pour activer le calcul de l'amplitude, de la fréquence
 et de la phase en modélisant [to fit] les données à l'aide de l'équation
\begin_inset Formula $V=V_{0}\sin\left(\omega t+\theta\right)+C$
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Bouton SAVE pour enregistrer les données dans le fichier
\shape italic
explore.dat
\shape default
 comme deux colonnes de texte.
\end_layout

\begin_layout Itemize
FT pour calculer un spectre de puissance par transformation de Fourier [Fourier
 Transform] des données des canaux activés.
 Si XmGrace et pygrace sont installés, une fenêtre s'ouvre.
 Le spectre de puissance est enregistré dans le fichier
\shape italic
exploreFFT.dat
\shape default
 en format texte.
\end_layout

\begin_layout Section
Mesures élémentaires à l'aide d'expEYES
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/explorer.png
	lyxscale 50
	width 11cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Copie d'écran du programme Explore.
 Les flèches indiquent la direction des signaux.
 Les champs textes servent à fixer des valeurs.
 Des boutons sont fournis pour les mesures de fréquences.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Explorer screenshot"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
Avant de commencer les expériences, faisons quelques exercices simples pour
 nous familiariser avec ExpEYES.
 Démarrez votre ordinateur avec le cédérom vif, connectez ExpEYES au port
 USB et démarrez le programme ExpEYES depuis le menu 'Applications->Science'.
\end_layout

\begin_layout Subsection
Générer & mesurer des tensions
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter BPV à A0
\end_layout

\begin_layout Itemize
Fixer BPV à une certaine tension et observer l'affichage à A0
\end_layout

\begin_layout Itemize
Essayer A1 au lieu de A0
\end_layout

\begin_layout Itemize
Répéter la même chose en connectant UPV à A2
\end_layout

\begin_layout Subsection
Observer des signaux de tension
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter SQR1 à A0
\end_layout

\begin_layout Itemize
Fixer SQR1 à 100 Hz
\end_layout

\begin_layout Itemize
Ajuster l'échelle horizontale (ms/Div) pour voir 4 ou 5 périodes du signal
 carré
\end_layout

\begin_layout Itemize
Répéter la même chose avec d'autres valeurs de fréquence
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter SINE à A1 et observer les deux traces simultanément
\end_layout

\begin_layout Itemize
Explorez les option FIT, XM et FT.
\end_layout

\begin_layout Subsection
Mesurer la fréquence
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter SQR1 à ID0
\end_layout

\begin_layout Itemize
Fixer SQR1 à 1000
\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer sur le bouton
\begin_inset Quotes fld
\end_inset

F
\begin_inset Quotes frd
\end_inset

 de ID0
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter SINE à la borne 15 et mesurer la fréquence.
\begin_inset Foot
status collapsed

\begin_layout Plain Layout
La borne 15 ne peut pas mesurer la fréquence des sorties SQR1 ou SQR2, parce
 qu'elles n'oscillent pas en-dessous de zéro.
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection
Mesurer le rapport cyclique
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter PULSE à ID0
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter aussi à A0, si on veut observer la forme du signal.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Fixer PULSE à une valeur quelconque comprise entre 0 et 100
\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer sur le bouton
\begin_inset Quotes fld
\end_inset

%
\begin_inset Quotes frd
\end_inset

 de ID0, pour mesurer le rapport cyclique.
\end_layout

\begin_layout Subsection
Fixer des niveaux de tension
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter OD0 à ID0
\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer sur le bouton à cocher observer la couleur d'affichage de ID0.
\end_layout

\begin_layout Section
Expériences
\end_layout

\begin_layout Standard
Une expérience scientifique implique en général le contrôle et la mesure
 de divers paramètres physiques comme la température, la pression, la tension,
 le courant, etc.
 The matériel de base d'expEYES peut générer différentes sortes de signaux
 électriques et mesurer des signaux électriques.
 Pour mesure quoi que ce soit d'autre q'une tension, il faut convertir à
 l'aide d'éléments capteurs appropriés.
 Par exemple un capteur de température donnera une tension indiquent la
 température.
 Comme les expériences en électrivcité et magnétisme ne nécessitent aucun
 capteur, nous avons plus d'expériences basées sur l'électricité et le magnétism
e.
\end_layout

\begin_layout Standard
Un programme avec une interface graphique st fourni pour chacune des expériences
 de ce manuel.
 Cependant il est possible de faire la même chose en écrivant quelques lignes
 en langage Python.
 Toute la communication avec expEYES est faite à l'aide d'une bibliothèque
 Python nommée eyes.py.
 Des bibliothèques Python sont utilisées pour l'analyse des données.
 Si vous êtes intéressé par développer de nouvelles expériences basées sur
 expEYES, c'est une bonne idée d'étudier le langage de programmation Python.
 Pratiquement chaque expérience peut être étendue d'une façon ou d'une autre
 et quelques suggestions sont faites dans ce sens.
\end_layout

\begin_layout Standard
Les chapitres suivants décrivent des expériences sur divers suhets comme
 l'électricité, le magnétisme, l'électronique, le son, la chameur, etc.
 Comme le kit expEYES est destiné à l'auto-apprentissage, nous avons inclus
 quelques expériences très triviales au début.
\end_layout

\begin_layout Chapter
Expériences
\end_layout

\begin_layout Standard
Nous commençons avec la tâche triviale de mesurer la tension d'une pile.
 On introduit ensuite le courant et la résistance, puis des résistances
 changeant avec la lumière et la température.
 Le concept de Courant Alternatif est introduit en traçant le graphique
 d'une d'ension en fonction du temps.
\end_layout

\begin_layout Standard
Le compotement d'éléments de circuit comme des condensateurs et des bobinages
 en courant alternatif et continu sont explorés, en mesurant des paramètres
 tels que l'amplitude, la féquence et la phase.
 La réponse transitoire d'une résistance et d'un condensateur en série sont
 utilisés pour mesurer la capacité.
 L'inductance est aussi mesurée de cette façon.
 On examine l'effet de matériaux ferromagnétiques dans un bobinage.
\end_layout

\begin_layout Standard
L'analyse de Fourier d'un signal carré est fait pour étudier les harmoniques.
 L'intégration et la différentiation d'un signal carré à l'aide de circuits
 RC est aussi explorée.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Mesurer la tension
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "sec:Measuring-Voltage-*"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Apprendre à mesurer la tension à l'aide d'expEYES et acquérir une notion
 du concept de masse électrique [Electrical Ground].
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename schematics/cell-volatge.png
	height 2cm

\end_inset


\begin_inset Graphics
	filename pics/drycell-voltage.png
	width 3.5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Mesure de la tension de piles sèches
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Measuring-drycells"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
piles sèches de tensions 1,5
\begin_inset space ~
\end_inset

V
\end_layout

\begin_layout Itemize
Support de piles avec deux fils de connexion.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter le Négatif de la pile sèche à la masse [Ground].
\end_layout

\begin_layout Itemize
Borne positive de la pile en A0.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
La tension sera affichée à gauche de A0, comme montré sur la figure
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Measuring-drycells"

\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
On mesure la différence de potentiel expEYES mesurent la tension par rapport
 aux bornes de masse marquées GND.
 Nous avons connecté la borne négative de la pile à la masse [Ground].
 La borne positive est à +3
\begin_inset space ~
\end_inset

V par rapport à la borne négative.
\end_layout

\begin_layout Standard
Recommencer l'expérience en connectant la borne positive de la pile à GND
 et la négative à A0.
 La tension sera présentée comme négative.
\emph on
Est-ce que ça donnerait la tension correcte, si la masse [Ground] n'était
 pas connectée
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Tension, courant et résistance
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
En apprendre au sujet du courant, de la résistance, et de la loi d'Ohm.
 Tracer la courbe courant-tension [I-V] d'une résistance.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Théorie
\end_layout

\begin_layout Standard
La tension aux bornes d'un conducteur est directement proportionnelle au
 courant qui le traverse.
 La constante de proportionnalité est nommée Résistance.
 Ceci est connu sous le nom de Loi d'Ohm, avec l'expression mathématique
 suivante
\begin_inset space ~
\end_inset

:
\begin_inset Formula \[
U\varpropto I\,\,\,;\,\,\,\, U=RI\,\,\,\, ou\,\,\, R=\frac{U}{I}\]

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Standard
\align left
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename schematics/res-measure.png
	width 3cm

\end_inset


\begin_inset Graphics
	filename pics/resistor_iv.png
	lyxscale 50
	width 5.3cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Caractéristique I-V d'une résistance
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:I-V of -resistor"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Une résistance de 1
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $k\Omega$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter la résistance entre la source de courant CS et la masse [Ground].
\end_layout

\begin_layout Itemize
Fixer le courant à 0,5
\begin_inset space ~
\end_inset

mA et noter la tension en CS.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Changer le courant par paliers de 0,5
\begin_inset space ~
\end_inset

mA.
 (La tension ne devrait pas dépasser 2
\begin_inset space ~
\end_inset

V à la borne CS)
\end_layout

\begin_layout Itemize
Faire un clic droit sur le tableau de bord.
 Choisir
\shape italic
\emph on

\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{Resistor IV}
\end_layout

\end_inset


\shape default
\emph default
 dans le menu contextuel.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Tracer le graphique à l'aide du bouton
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
buttonlabel{START}
\end_layout

\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Tabular
<lyxtabular version="3" rows="4" columns="2">
<features>
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
I
\begin_inset space ~
\end_inset

(mA)
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
U
\begin_inset space ~
\end_inset

(V)
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
0,5
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
0,508
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
1,0
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
1,011
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
1,5
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
1,510
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
</lyxtabular>

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
La précision de la source de courant n'est que de 1%, à cause de la tolérance
 sur la valeur de la résistance utilisée.
 Pour les applications nécessitant une précision supérieure, on peut la
 calibrer à l'aide d'une résistance connue.
 La courbe I-V est présentée à la figure
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:I-V of -resistor"

\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
À l'aide d'expEYES, on peut fixer le courant issu de CS (de 0,05
\begin_inset space ~
\end_inset

mA à 2
\begin_inset space ~
\end_inset

mA).
 La tension en CS dépend de la résistance connectée de la source de courant
 à la masse [Ground].
\begin_inset Foot
status collapsed

\begin_layout Plain Layout
La tension aux bornes de cette source de courant particulière ne devrait
 pas dépasser 2
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
 Choisir la résistance de charge et les valeurs de courant en fonction de
 ça.
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
Le graphique est une ligne droite comme la tension est directement proportionnel
le au courant.
 La courbe ne sera pas une ligne droite pour les éléments non-linéaires,
 comme une diode.
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Résistances en série
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Trouver la résistance équivalente à une combinaison en série de résistances.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Théorie
\end_layout

\begin_layout Standard
Pour les combinaisons en série de résistances, la résistance totale est
 donnée par
\begin_inset Formula $R=R1+R2+\cdots$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Itemize
Résistances de
\begin_inset Formula $560\,\Omega$
\end_inset

 and
\begin_inset Formula $1\, k\Omega$
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Standard

\begin_inset Graphics
	filename schematics/res-series.png
	height 0.8cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter les deux résistances en série entre CS et la masse [Ground]
\end_layout

\begin_layout Itemize
Fixer le courant à 1
\begin_inset space ~
\end_inset

mA et prendre note de la tension affichée à la borne CS.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Tabular
<lyxtabular version="3" rows="4" columns="2">
<features>
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
R
\begin_inset space ~
\end_inset

(
\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

)
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
U
\begin_inset space ~
\end_inset

(V)
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
560
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
0,558
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
1000
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
0,998
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
1000+560
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
1,556
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
</lyxtabular>

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
Comme le courant est le même, la tension totale donne la résistance effective.
 On peut voir que c'est la somme des valeurs individuelles, dans la limite
 de l'erreur de mesure.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Les très fortes résistances (
\begin_inset Formula $>10^{9}\Omega$
\end_inset

) sont souvent réalisées à l'aide d'associations en série.
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Résistances en parallèle
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Trouver la résistance équivalente à une association de résistances en parallèle.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Théorie
\end_layout

\begin_layout Standard
Pour les associations en parallèle, la résistances effective est donnée
 par la relation
\begin_inset space ~
\end_inset

:
\begin_inset Formula \[
\frac{1}{R}=\frac{1}{R1}+\frac{1}{R2}+\cdots\]

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Itemize
Deux résistances de 1
\begin_inset Formula $k\Omega$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Standard

\begin_inset Graphics
	filename schematics/res-par.png
	height 1cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter une résistances de 1
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $k\Omega$
\end_inset

 entre CS et la masse [Ground].
\end_layout

\begin_layout Itemize
Fixer le courant à 1
\begin_inset space ~
\end_inset

mA (0,001
\begin_inset space ~
\end_inset

A) et prendre note de la tension affichée à CS.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Répéter la même chose avec deux résistances connectées en parallèle.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Tabular
<lyxtabular version="3" rows="3" columns="2">
<features>
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $R_{connectedée}(\Omega)$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $U_{mesurée}(V)$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
1000
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
1,008
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
1000
\begin_inset Formula $\parallel$
\end_inset

1000
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
0,503
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
</lyxtabular>

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
Comme nous connaissons le courant, à partir des tensions mesurées, nous
 pouvons calculer la résistance.
 Selon la tension mesurée la résistance de l'association en parallèle est
\begin_inset Formula $\frac{0.503\, V}{0.001\, A}=503\,\Omega$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard

\emph on
Pour quelles raisons voudrait-on connecter des résistances en parallèle
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Mesure de résistance par comparaison
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "sec:Measure-resistance-by"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Apprendre à appliquer la Loi d'Ohm pour trouver la valeur d'une résistance
 inconnue en la comparant avec une résistance connue.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Théorie
\end_layout

\begin_layout Standard
La tension aux bornes d'une résistance est donnée par
\begin_inset Formula $U=RI$
\end_inset

.
 Si le courant qui traverse deux résistances est le même, alors le quotient
 des tensions sera le même que le quotient des résistances.
\begin_inset Formula \[
I=\frac{U_{1}}{R_{1}}=\frac{U_{2}}{R_{2}}\]

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Itemize
Une résistance de référence de 1
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $k\Omega$
\end_inset

 et quelques autres résistances.
 (valeurs entre 100
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

 et 10
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $k\Omega$
\end_inset

)
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter la résistance inconnue entre UPV et A2.
\begin_inset Foot
status collapsed

\begin_layout Plain Layout
On utilise A2 quand la tension est comprise entre 0 et 5
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter la résistance de 1
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $k\Omega$
\end_inset

 (
\begin_inset Formula $R_{2}$
\end_inset

) entre A2 et la masse [Ground].
\end_layout

\begin_layout Itemize
Fixer UPV à 4
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Mesurer la tension en A2.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
La tension en A2 = 1,244, ce qui implique que la tension aux bornes de la
 résistance inconnue est
\begin_inset Formula $4-1,244=2,756V$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
Le courant est
\begin_inset Formula $I=\frac{1,244}{1000}=1,244mA$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
La valeur de la résistance inconnue est
\begin_inset Formula $\frac{2,756}{1,244}=2,215\, k\Omega$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Quelle est la limite de cette méthode
\begin_inset space ~
\end_inset

? Comment choisit-on la résistance de référence
\begin_inset space ~
\end_inset

? supposons que la valeur inconnue soit en méga-ohm, quel serait la chute
 de tension dans une résistance de référence de
\begin_inset Formula $1k\Omega$
\end_inset


\begin_inset space ~
\end_inset

? Notre mesure de tension possède une résolution de
\begin_inset Formula $\frac{1}{4095}$
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Standard
Nous utiliserons cette méthode plus tard pour mesurer la résistance de solutions.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Tension d'une pile au citron
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Créer une source de tension.
 En apprendre sur la possibilité de générer du courant.
 Concept de résistance interne.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename schematics/lemon-cell.png
	width 4cm

\end_inset


\begin_inset Graphics
	filename pics/lemoncellDC.png
	lyxscale 50
	width 4.6cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
(a) des plaques de zinc et de cuivre insérées dans un citron.
 (b) La tension continue produite par la pile.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:lemoncell"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Un citron mur (ou un acide quelconque), des plaques fines de zinc et de
 cuivre.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Une résistance de 1
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $k\Omega$
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Insérer les plaques de zinc et de cuivre dans le citron.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter une plaque à la masse [Ground] et l'autre à A0, à l'aide de deux
 fils électriques.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter la résistance entre A0 et la masse [Ground].
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
La tension entre le cuivre et le zinc sera d'environ 0,9
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
 Quand on connecte la résistance, celle-ci diminue jusqu'à environ 0,33
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
\end_layout

\begin_layout Standard
Quelle est la résistance interne de la pile
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Quand la résistance est connectée, le courant commence à circuler par elle.
 Mais pourquoi la tension diminue-t-elle
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
Ça ne se produit pas avec une pile sèche neuve.
 Pourquoi
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
Le courant est causé par le mouvement de charges électriques et il doit
 faire le tour complet.
 Cela signifie que le courant doit traverser la pile aussi.
 Selon la résistance interne de la pile, une part de la tension est perdue
 à l'intérieur de la pile elle-même.
\end_layout

\begin_layout Standard
Une source de tension idéale devrait posséder une résistance interne nulle.
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Tension variable dans le temps
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Introduire le concept de tensions dépendant du temps, à l'aide d'un graphique
 U(t).
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename schematics/cell-volatge.png
	width 4cm

\end_inset


\begin_inset Graphics
	filename pics/dcvoltage.png
	lyxscale 70
	width 4.7cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Graphique d'une tension continue en fonction du temps
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Graph-of-DC"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Piles sèches de tensions 1,5
\begin_inset space ~
\end_inset

V
\end_layout

\begin_layout Itemize
Support de piles avec fils de connexion.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter le négatif de la pile sèche à la masse [Ground].
\end_layout

\begin_layout Itemize
Borne positive de la pile en A0.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Observer le graphique dans la partie droite de la fenêtre.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Itemize
Une ligne horizontale apparaît sur le graphique, le temps est sur l'axe
 des abscisses et la tension est sur l'axe des ordonnées.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
La tension est constante dans le temps.
 Une pile est une source de tension continue.
 Un autre type de tension est nommé tension alternative, elle change de
 valeur et de signe dans le temps.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Tension alternative
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
En apprendre un peu au sujet de la tension alternative, à l'aide de graphiques.
 Se familiariser avec la forme d'onde sinusoïdale.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Itemize
Un bout de fil électrique.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter SIN à A0.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Ajuster l'échelle horizontale pour voir 4 ou 5 périodes.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Activer la case à cocher
\begin_inset Quotes fld
\end_inset

FIT
\begin_inset Quotes frd
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center

\begin_inset Graphics
	filename schematics/sine-a0.png
	width 2cm

\end_inset


\lang french

\begin_inset Graphics
	filename pics/sinewave90hz.png
	lyxscale 50
	width 6cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Forme de l'onde de tension alternative issue de SIN
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Sinewave"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
La forme d'onde est montrée à la figure
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Sinewave"

\end_inset

.
 Activer l'option
\begin_inset Quotes fld
\end_inset

FIT
\begin_inset Quotes frd
\end_inset

 pour calculer l'amplitude et la fréquence en modélisant les données à l'aide
 de l'équation
\begin_inset Formula $U=U_{0}\sin(2\pi ft+\theta)$
\end_inset

 , où
\begin_inset Formula $U_{0}$
\end_inset

 est l'amplitude et
\begin_inset Formula $f$
\end_inset


\begin_inset space ~
\end_inset

est la fréquence.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
La tension change avec le temps.
 Elle devient tantôt positive tantôt négative.
 Une période complète dure environ 12 milli-secondes, c'est à dire environ
 90 périodes par seconde ou 90
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz.
 Cette forme d'onde de tension est générée par des circuits électroniques.
\begin_inset Foot
status collapsed

\begin_layout Plain Layout
La fréquence de la sortie SIN est proche de 90
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz.
 Ses variations sont dues à la tolérance de 20% sur les valeurs des condensateur
s qui décident de la fréquence.
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
La tension d'alimentation du secteur dans nos maisons a une fréquence de
 50
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz.
\end_layout

\begin_layout Standard
Quelle est la signification de
\begin_inset Formula $\theta$
\end_inset

 dans l'équation ci-dessus
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Influence d'une tension alternative
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objective
\end_layout

\begin_layout Standard
En apprendre un peu au sujet de la tension alternative du secteur.
 Explorer le phénomène de propagation de tensions alternatives à travers
 l'espace.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Itemize
Un bout de fil électrique long.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter une extrémité du fil électrique en A0.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Placer l'autre extrémité du fil électrique près d'un câble électrique relié
 au secteur (ne jamais toucher le câble) et changer l'orientation du fil
 jusqu'au moment où on a un bon signal sur l'écran.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Ajuster l'échelle horizontale à 10 milli-secondes par division.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Activer la case à cocher
\begin_inset Quotes fld
\end_inset

FIT
\begin_inset Quotes frd
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center

\begin_inset Graphics
	filename schematics/pickup.png
	width 4cm

\end_inset


\lang french

\begin_inset Graphics
	filename pics/sinewave50hz.png
	lyxscale 50
	width 6cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Influence d'un câble électrique connecté au secteur
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Power-line-pickup"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
La forme de tension observée est montrée à la figure
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Power-line-pickup"

\end_inset

.
 La fréquence calculée par modélisation des données est 49,65
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Sans réaliser aucun branchement, comment se fait-il qu'on récupère une tension
 alternative depuis le secteur
\begin_inset space ~
\end_inset

? Faire cette expérience avec un ordinateur portable situé loi des lignes
 de courant du secteur.
\end_layout

\begin_layout Standard
Est-ce similaire aux radiations d'un téléphone cellulaire
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
Pourquoi la fréquence diffère-t-elle de 50
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
Nous observons la tension reçue par influence par le fil électrique, qui
 agit comme un antenne captant la radiation à 50
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz issue du câble du secteur.
 Quand on touche le bout flottant du fil électrique on augmente le signal,
 parce qu'on fait alors partie de l'antenne.
 La fréquence
\begin_inset Formula $f$
\end_inset


\begin_inset space ~
\end_inset

est calculée en modélisant les données recueillies par l'équation
\begin_inset Formula $U=U_{0}\sin(2\pi ft+\theta)$
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Standard
Essayez de faire les mesures durant la journée et à minuit pour comparer
 les fréquences mesurées.
 Elles dépendent de la charge du réseau électrique.
 Si la distribution de l'énergie électrique est vraiment bonne, la fréquence
 restera constante
\begin_inset Foot
status collapsed

\begin_layout Plain Layout
N.d.T.
\begin_inset space ~
\end_inset

:En Inde où ExpEYES a été conçu, les usines de production d'électricité
 cherchent à asservir la fréquence f à la valeur 50
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz.
 Il y a donc toujours une petite différence entre la fréquence f et la valeur
 de référence 50 Hz.
 En Europe, les usines cherchent plutôt à asservir la phase
\begin_inset Formula $\theta\,$
\end_inset

en utilisant une source de fréquence commune (f=50
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz).
 Cette dernière méthode donne une plus grande stabilité de la fréquence.
\end_layout

\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Composantes continue et alternative d'une tension dépendant du temps
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "sec:DC-&-AC"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
En apprendre un peu au sujet des composantes continue et alternative d'une
 tension dépendante du temps.
 Séparer les composantes continue et alternative à l'aide d'un condensateur.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center

\begin_inset Graphics
	filename schematics/sqr-a0.png
	width 2cm

\end_inset


\lang french

\begin_inset Graphics
	filename pics/sqrwave2.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset



\begin_inset Graphics
	filename schematics/ac-dc.png
	width 2.5cm

\end_inset


\lang french

\begin_inset Graphics
	filename pics/sqrwave_dcblocked.png
	lyxscale 50
	width 5.2cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
(a) Tension oscillant entre 0 et 5
\begin_inset space ~
\end_inset

V (b) Après traversée d'un condensateur
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Square-wave"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
condensateur de 1
\begin_inset space ~
\end_inset

µF, résistance de 10
\begin_inset space ~
\end_inset

k
\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter SQR1 à A0 à l'aide d'un fil électrique.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Entrer
\shape italic
500
\shape default
 dans la boîte texte de SQR1 et appuyer sur la touche <Entrée>.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Ajuster l'échelle horizontale pour voir plusieurs périodes.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Insérer un condensateur de 1
\begin_inset space ~
\end_inset

µF entre SQR1 et A0
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter une résistance de 10
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $k\Omega$
\end_inset

 entre A0 et la masse [Ground].
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Les formes d'ondes observées avec et sans le condensateur en série sont
 montrées à la figure
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Square-wave"

\end_inset

.
 La tension oscille entre 0 et 5
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
 Après avoir traversé le condensateur, la tension oscille entre -2,5
\begin_inset space ~
\end_inset

V et +2,5
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Qu'obtiendrez-vous si vous faisiez la soustraction de 2,5
\begin_inset space ~
\end_inset

V de la coordonnée-y de chaque point du premier graphique
\begin_inset space ~
\end_inset

? C'est ce que le condensateur a réalisé.
 Il s'est opposé au passage de la composante en tension continue.
\end_layout

\begin_layout Standard
La tension d'origine peut être considérée comme la superposition de d'une
 tension alternative de 5
\begin_inset space ~
\end_inset

V (crête à crête) et d'une tension continue de 2,5
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
\end_layout

\begin_layout Standard
Il se peut qu'on doive connecter une résistance de 10
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $k\Omega$
\end_inset

 entre A0 et la masse [Ground] pour voir un signal oscillant entre-2,5 et
 +2,5
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
\end_layout

\begin_layout Standard
Pourquoi cette résistance est-elle nécessaire
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Résistance du corps humain
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Avoir une idée de la résistance de la peau humaine et savoir comment elle
 varie.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Itemize
Deux bouts de fil électrique.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter un bout d'un fil à SQR1, laisser l'autre bout en l'air
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter un bout du second fil électrique à A0.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Fixer SQR1 à 500.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Ajuster l'échelle horizontale pour voir plusieurs périodes.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Tenir les extrémités libres des fils électriques entre vos doigts.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Répéter la même chose en utilisant SINE au lieu de SQR1.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center

\begin_inset Graphics
	filename pics/conduct-hand.jpg
	lyxscale 40
	width 4.1cm

\end_inset


\lang french

\begin_inset Graphics
	filename pics/sqrwave_hand.png
	lyxscale 50
	width 6cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Tension après passage dans la main.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Square-wave-hand"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
Le signal observé est présenté à la figure
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Square-wave-hand"

\end_inset

.
 L'onde n'est pas pure et l'amplitude est réduite para rapport à 5
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
En utilisant la méthode de comparaison, essayez de calculer la résistance
 de la portion de main entre les deux fils, quand vous les tenez.
 La résistance de référence est 10
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $M\Omega$
\end_inset

, connectée en interne entre A0 et la masse.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Résistances dépendantes de la température
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Montrer la dépendance de la résistance en fonction d la température.
 Concept de base d'un capteur de température.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Itemize
Thermistance (NTC)
\begin_inset Foot
status open

\begin_layout Plain Layout
en anglais
\begin_inset space ~
\end_inset

: Negative Temperature Coefficient
\end_layout

\end_inset

.
 Résistance
\begin_inset Formula $1k\Omega$
\end_inset

 à 25° Celsius.
\end_layout

\begin_layout Itemize
De l'eau froide
\end_layout

\begin_layout Itemize
Une bougie ou une autre source de chaleur.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Standard

\begin_inset Graphics
	filename schematics/ntc.png
	height 0.8cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter la thermistance (NTC) entre CS et la masse [Ground]
\end_layout

\begin_layout Itemize
Fixer CS à 1,0
\begin_inset space ~
\end_inset

mA
\end_layout

\begin_layout Itemize
Mesurer la tension aux bornes de la thermistances à diverses températures.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Tabular
<lyxtabular version="3" rows="3" columns="3">
<features>
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
Réglage
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
U=RI
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $R=\frac{U}{I}$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
Dans l'eau froide
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
1,2
\begin_inset space ~
\end_inset

V
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
1200
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
À température ambiante
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
0,935
\begin_inset space ~
\end_inset

V
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
935
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
</lyxtabular>

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Pour quelle raison les matériaux ont-ils une résistance électrique
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
Pourquoi dépend-elle de la température
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
Pour les métaux, R augmente avec T.
 Mais pour les isolants et les semi-conducteurs elle diminue.
 Pourquoi
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
Quelle est la signification de la température au niveau moléculaire
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Résistances dépendant de la lumière
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
En apprendre un peu au sujet de la photo-résistance LDR.
 Mesurer l'intensité de la lumière et sa variation avec la distance à la
 source.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Itemize
Une photo-résistance, LDR
\end_layout

\begin_layout Itemize
Une résistance de 10
\begin_inset space ~
\end_inset

k
\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Une ampoule de lampe-torche sans aucun réflecteur.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Standard

\begin_inset Graphics
	filename schematics/ldr.png
	height 0.8cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter la LDR entre UPV et A2
\end_layout

\begin_layout Itemize
Fixer UPV à 4
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Résistance de 10
\begin_inset space ~
\end_inset

k
\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

 entre A2 et la masse [Ground]
\end_layout

\begin_layout Itemize
Mesurer la tension en A2, sans lumière sur la LDR.
\end_layout

\begin_layout Itemize
La mesurer en plaçant l'ampoule allumée à une certaine distance
\begin_inset Foot
status collapsed

\begin_layout Plain Layout
À faire dans une pièce sombre
\end_layout

\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Changer la distance et prendre note de la tension en A2.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Calculer la résistance par comparaison comme décrit à la section
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "sec:Measure-resistance-by"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
La résistance varie de 1
\begin_inset space ~
\end_inset

k
\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

 à environ 100
\begin_inset space ~
\end_inset

k
\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

 selon la lumière qui lui arrive.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
La tension est proportionnelle à la résistance.
 La résistance diminue quand la lumière augmente.
 Si vous utilisez une source de lumière ponctuelle, la résistance devrait
 augmenter comme le carré de la distance.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
L'électricité traversant les liquides, en courant continu et alternatif
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Mesurer la résistance de liquides, en utilisant des tensions continues et
 alternatives.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center

\begin_inset Graphics
	filename schematics/water.png
	width 3.9cm

\end_inset


\lang french

\begin_inset Graphics
	filename pics/DCthrough_water.png
	lyxscale 50
	width 3.6cm

\end_inset


\begin_inset Graphics
	filename pics/ACthrough_water.png
	lyxscale 50
	width 3.6cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
(a)
\begin_inset space ~
\end_inset

Montage expérimental.
 (b)
\begin_inset space ~
\end_inset

Tension continue totale et tension à travers la résistance de 1
\begin_inset space ~
\end_inset

k
\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

.
 (c)
\begin_inset space ~
\end_inset

Tension alternative totale et tension à travers la résistance de 1
\begin_inset space ~
\end_inset

k
\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Current through water"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Un bécher de 100
\begin_inset space ~
\end_inset

mL
\end_layout

\begin_layout Itemize
Du sel de cuisine
\end_layout

\begin_layout Itemize
Une résistance de 10
\begin_inset space ~
\end_inset

k
\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Mettre de l'eau du robinet dans le bécher
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter un fil électrique à BPV et placer l'autre extrémité dans le bécher
\end_layout

\begin_layout Itemize
Un autre fil électrique entre A0 et l'eau
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter la résistance de 10
\begin_inset space ~
\end_inset

k
\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

 entre A0 et la masse [Ground]
\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler 2,8
\begin_inset space ~
\end_inset

V en BPV et observer la valeur en A0
\begin_inset Foot
status collapsed

\begin_layout Plain Layout
Si la tension est trop basse utiliser une résistance supérieure à 10
\begin_inset space ~
\end_inset

k
\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

, sinon en utiliser une inférieure.
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Essayez de changer BPV de +2,8
\begin_inset space ~
\end_inset

V en -2,8
\begin_inset space ~
\end_inset

V observez la trace horizontale sur l'oscillogramme.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Répétez l'expérience en utilisant SINE au lieu de BPV
\end_layout

\begin_layout Itemize
Calculer la résistance comme expliqué dans la section
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "sec:Measure-resistance-by"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Tabular
<lyxtabular version="3" rows="3" columns="6">
<features>
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout

\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $U_{total}$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $U_{10k\Omega}$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $U_{liq}$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $I=\frac{U_{10k\Omega}}{1000}$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $R_{liq}=\frac{U_{liq}}{I}$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
Courant alternatif
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
2.,6
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
2.,3
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
0.,3
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
0,23 mA
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
1,3 k
\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
Courant continu
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
2,6
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
1,3
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
1,3
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
0,13 mA
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
10 k
\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
</lyxtabular>

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
Des valeurs observées sont montrées dans le tableau
\begin_inset Foot
status collapsed

\begin_layout Plain Layout
Le valeurs que vous obtenez peuvent être très différentes selon la la concentrat
ion des ions et la présence d'impuretés dans l'eau utilisée.
\end_layout

\end_inset

.
 Les résistances en courant alternatif et en courant continu apparaissent
 comme très différentes.
 Cependant, quand vous changerez la polarité de BPV, la valeur dans la résistanc
e reste proche de de la valeur en courant alternatif pendant un moment et
 diminue ensuite.
 Ça indique que la résistance du liquide augmente avec le temps, par exemple
 à cause de la formation de bulles.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Pourquoi le comportement est-il différent en continu et en alternatif
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
Quels sont les porteurs de charges responsables du passage de l'électricité
 à travers les solutions
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
Y a-t-il une réaction chimique qui se produit
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
Essayez d'ajouter un peu de sel et recommencez les mesures.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Réponse transitoire de circuits RC
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "sec:Capacitor-charging-&"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Dans la section
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "sec:DC-&-AC"

\end_inset

, nous avons vu qu'un condensateur bloque le courant continu mais laisse
 le courant alternatif passer.
 Dans cette expérience, nous allons explorer la nature du courant et de
 la tension quand on applique un échelon de tension.
 En mesurant la tension aux bornes du condensateur en fonction du temps,
 on peut calculer la valeur de s capacité.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Théorie
\end_layout

\begin_layout Standard
La tension aux bornes d'un condensateur qui se charge à travers une résistance
 est donnée par la relation
\begin_inset space ~
\end_inset

:
\begin_inset Formula \[
U(t)=U_{0}\left(1-e^{-\frac{t}{RC}}\right)\]

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
\align left
La tension aux bornes d'un condensateur quand il se décharge à travers une
 résistance est donnée par la relation
\begin_inset space ~
\end_inset

:
\begin_inset Formula \[
U(t)=U_{0}e^{-\frac{t}{RC}}\]

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center

\begin_inset Graphics
	filename schematics/rc-tran.png
	width 3.2cm

\end_inset


\lang french

\begin_inset Graphics
	filename pics/CR-transient-screen.png
	lyxscale 50
	width 3.8cm

\end_inset


\begin_inset Graphics
	filename pics/capacitor_linear.png
	lyxscale 50
	width 3.8cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Réponse transitoire d'un circuit RC.
 Le troisième graphique représente la charge d'un condensateur par une source
 de courant constant.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Capacitor-screenshot"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Un condensateur de
\begin_inset Formula $1\,\mu F$
\end_inset

 et une résistance de
\begin_inset Formula $1\, k\Omega$
\end_inset

 .
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter le condensateur entre A0 et la masse [Ground]
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter la résistance entre A0 et OD1.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Faire un clic droit sur le tableau de bord et sélectionner
\shape italic
\emph on

\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{RC Circuit}
\end_layout

\end_inset


\shape default
\emph default
depuis le menu contextuel
\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer sur
\shape italic
\emph on
les boutons
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
buttonlabel{0->5V STEP}
\end_layout

\end_inset


\shape default
\emph default
 et
\shape italic
\emph on

\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
buttonlabel{5->0V STEP}
\end_layout

\end_inset


\shape default
\emph default
 pour tracer les graphiques
\end_layout

\begin_layout Itemize
Ajuster l'échelle horizontale si nécessaire et recommencer.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Modéliser (FIT) la courbe pour extraire la constante de temps RC.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Quand on applique un échelon de tension de 0 à 5
\begin_inset space ~
\end_inset

V, cela fait monter la tension exponentiellement aux bornes du condensateur
 comme montré sur la figure
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Capacitor-screenshot"

\end_inset

.
 En modélisant le graphique on peut extraire la constante de temps RC et
 en déduire la valeur de la capacité du condensateur.
\end_layout

\begin_layout Standard
Cette expérience peut être étendue pour mesurer la constante diélectrique
 de matériaux en fabriquant des condensateurs avec ceux-ci.
 Pour obtenir le graphique représenté en
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Capacitor-screenshot"

\end_inset

(c), connecter R entre CS et A0, C entre OD1 et A0, réglez CS à 1
\begin_inset space ~
\end_inset

mA et cliquer sur
\shape italic
5->0V.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Pourquoi le graphique est-il exponentiel
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
Un condensateur est fait de deux plaques en métal séparées par une fine
 couche de matériau diélectrique.
 Nous avons connecté une plaque (appelons-la plaque A) à la masse et l'autre
 plaque (appelons-la B) à OD1 à travers une résistance.
 La connexion à A0 sert à enregistrer la tension.
\end_layout

\begin_layout Standard
Initialement les deux plaques sont à zéro volt.
 En cliquant sur
\shape italic
0->5V
\shape default
 , nous portons OD1 à 5
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
 Un courant commence à passer à travers la résistance vers la plaque B,
 à cause de la différence de potentiel créée.
 Ce courant (flux de charge électrique) va résulter en une accumulation
 de charge électrique sur la plaque B.
 La tension en B sera donnée par
\begin_inset Formula $U=Q/C$
\end_inset

, où C désigne la capacité et Q désigne la charge électrique.
 Comme de plus en plus de charges électriques arrivent, la tension en B
 va augmenter.
 Mais, selon la loi d'Ohm, le courant dans la résistance R est décidée par
 la différence de potentiel à ses bornes.
 Cela signifie que le courant va décroître progressivement et arriver à
 zéro quand la tension en B devient 5
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
 Le temps de ce processus est décidé par le produit RC, et donné par la
 relation
\begin_inset space ~
\end_inset

:
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Formula \[
U(t)=U_{0}\left(1-e^{-\frac{t}{RC}}\right)\]

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
Le produit RC est nommé la constante de temps du circuit.
\shape italic

\begin_inset Foot
status collapsed

\begin_layout Plain Layout

\shape italic
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/capchg.html
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Réponse transitoire de circuits RL
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Explorer la nature de la tension et du courant quand un échelon de tension
 est appliqué à une résistance et un bobinage en série.
 En mesurant la tension aux bornes du bobinage en fonction du temps, nous
 pouvons calculer la valeur de son inductance.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Théorie
\end_layout

\begin_layout Standard
Dans un circuit RL
\begin_inset Formula $U=RI+L\frac{dI}{dt}$
\end_inset

 .
 La solution de cette équation est
\begin_inset Formula $I=I_{0}e^{-\frac{R}{L}t}$
\end_inset

 .
 Le coefficient du terme exponentiel R/L peut être déduit du graphique de
 la tension aux bornes du bobinage.
 Il faut inclure la résistance du bobinage dans les calculs,
\begin_inset Formula $R=R_{ext}+R_{L}$
\end_inset

.
\begin_inset Foot
status collapsed

\begin_layout Plain Layout
http://nptel.iitm.ac.in/courses/Webcourse-contents/IIT-KANPUR/esc102/node14.html
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center

\begin_inset Graphics
	filename schematics/rl-tran.png
	width 3.2cm

\end_inset


\lang french

\begin_inset Graphics
	filename pics/LR-downstep.png
	lyxscale 50
	width 4.5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Circuit RL.
 Tension aux bornes du bobinage après un échelon de tension de 5 à 0V.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:LR-circuit.-Voltage"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Résistance de
\begin_inset Formula $1\, k\Omega$
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Bobinage 3000 tours et noyau en ferrite
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter le bobinage 3000 tours entre A0 et la masse [Ground].
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter la résistance entre A0 et OD1.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter un fil électrique entre OD1 et A2 (pour une mesure précise de
 la tension totale)
\end_layout

\begin_layout Itemize
Faire un clic droit sur le tableau de bord et sélectionner
\shape italic
\emph on

\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{RL Circuit}
\end_layout

\end_inset


\shape default
\emph default
 dans le menu contextuel
\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer sur les boutons
\shape italic
\emph on

\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
buttonlabel{0->5V STEP}
\end_layout

\end_inset


\shape default
\emph default
 et
\shape italic
\emph on

\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
buttonlabel{5->0V STEP}
\end_layout

\end_inset


\shape default
\emph default
 pour tracer les graphiques
\end_layout

\begin_layout Itemize
Ajuster l'échelle horizontale, si nécessaire, et recommencer.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Calculer la valeur de l'inductance.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Recommencer en insérant le noyau de ferrite.
 Recommencer avec d'autres bobinages.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
La tension aux bornes du bobinage juste après une échelon de 5
\begin_inset space ~
\end_inset

V à 0
\begin_inset space ~
\end_inset

V est montré à la figure
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:LR-circuit.-Voltage"

\end_inset

.
 La courbe exponentielle est modélisée pour en déduire la valeur de L/R.
 La résistance de la bobine est mesurée en la comparant à la résistance
 externe connue en courant continu.
 Les inductances mesurées sont dans le tableau ci-dessous.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Tabular
<lyxtabular version="3" rows="4" columns="3">
<features>
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
Bobinage
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
Inductance (mH)
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
Résistance (
\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

)
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
3000 tours
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
126
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
565
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
1000 tours
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
4.7
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
42
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
1000
\begin_inset space ~
\end_inset

tours /ferrite
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
25
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
42
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
</lyxtabular>

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Les tension appliquées sont positives, mais le graphique a donné des tensions
 négatives.
 Pourquoi
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
Quel était le courant juste avant l'échelon de tension 5->0
\begin_inset space ~
\end_inset

? Quelle est la f.e.m.
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Réponse transitoire de circuits RLC
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "sec:Step-Response-ofRLC"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Les réponses de circuits RC et RL ont été étudiées dans les sections précédentes.
 Nous allons maintenant explorer la nature oscillante du signal obtenu en
 connectant L et C en série.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Théorie
\end_layout

\begin_layout Standard
La fréquence de résonance d'un circuit se déduit de
\begin_inset Formula $\omega_{0}=\frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}$
\end_inset

, Le facteur d'amortissement est
\begin_inset Formula $\frac{R}{2}\sqrt{\frac{C}{L}}$
\end_inset

, il vaut 1 pour l'amortissement critique.
\begin_inset Foot
status collapsed

\begin_layout Plain Layout
http://en.wikiversity.org/wiki/RLC_circuit
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center

\begin_inset Graphics
	filename schematics/lc-tran.png
	width 3cm

\end_inset


\lang french

\begin_inset Graphics
	filename pics/LCRdischarge.png
	lyxscale 50
	width 5.9cm

\end_inset


\begin_inset Graphics
	filename pics/LCRdischarge_ferrite.png
	lyxscale 50
	width 4.8cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Réponse transitoire d'un circuit RLC.
 (a)
\begin_inset space ~
\end_inset

Le montage (b)
\begin_inset space ~
\end_inset

Résultat avec un bobinage sans noyau (c)
\begin_inset space ~
\end_inset

avec un noyau en ferrite.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:LCR-response-setup"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Condensateur de 0,1
\begin_inset space ~
\end_inset

µF
\end_layout

\begin_layout Itemize
Bobinages de 3000 et 1000
\begin_inset space ~
\end_inset

tours
\end_layout

\begin_layout Itemize
Noyau de ferrite
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter le bobinage entre OD1 et A0
\end_layout

\begin_layout Itemize
Condensateur entre A0 et la masse [Ground]
\end_layout

\begin_layout Itemize
Faire un clic droit sur le tableau de bord et sélectionner
\shape italic
\emph on

\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{RLC Discharge}
\end_layout

\end_inset


\shape default
\emph default
 dans le menu contextuel.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer sur Discharge.
 Ajuster l'axe des x et recommencer si nécessaire.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Modéliser le graphique (FIT) pour trouver la fréquence de résonance et l'amortis
sement.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Recommencer l'expérience avec le noyau de ferrite inséré.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Recommencer avec une résistance de 1
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $k\Omega$
\end_inset

 en série.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center

\begin_inset Graphics
	filename schematics/rlc-tran.png
	width 3cm

\end_inset


\lang french

\begin_inset Graphics
	filename pics/LCRdischarge_1k.png
	lyxscale 50
	width 4.8cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Réponse RLC avec une résistance en série de1
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $k\Omega$
\end_inset

 qui ajoute un amortissement.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:LCR-response-screen"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
Les mesures ont été faites à l'aide de la bobine de 1000 tours, et avec
 la bobine de 3000 tours.
 Les résultats sont dans le tableau ci-dessous.
 Le condensateur et les bobinages ont été mesurés pour leurs capacités et
 inductances par un RLC-mètre.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Tabular
<lyxtabular version="3" rows="4" columns="4">
<features>
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
C (
\begin_inset Formula $\mu F$
\end_inset

)
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
L (
\begin_inset Formula $mH$
\end_inset

)
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $f=\frac{1}{2\pi}\sqrt{\frac{1}{LC}}$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $f_{mesurée}(Hz)$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
0,097
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
3,57
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
8552
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
8430
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
0,097
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
23,2
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
3354
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
3400
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
0,097
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
125
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
1445
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
1400
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
</lyxtabular>

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Le signal est oscillant, il faut ajuster la résistance à
\begin_inset Formula $R=\sqrt{\frac{4L}{C}}=\sqrt{\frac{4\times23.2e-3}{.097e-6}}=963\,\Omega$
\end_inset

 pour obtenir l'amortissement critique.
 Le résultat avec une résistance en série de 1
\begin_inset space ~
\end_inset

k
\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

 est montré dans la figure.
\end_layout

\begin_layout Standard
Pourquoi le signal a-t-il augmenté d'amplitude après l'insertion du noyau
 en ferrite
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Condensateur dans des circuits en courant alternatif
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "sec:Capacitor-in-AC"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Explorer l'effet d'un condensateur en série dans des circuits en courant
 alternatif, dans des conditions de régime permanent.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Théorie
\end_layout

\begin_layout Standard
L'impédance d'un condensateur est
\begin_inset Formula $Z_{c}=\frac{1}{2\pi fC}$
\end_inset


\begin_inset space ~
\end_inset

, où
\begin_inset Formula $f$
\end_inset

 est la fréquence en hertz et C est la capacité en farad.
 Souvenez-vous du fonctionnement d'un condensateur déjà vu à la section
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "sec:Capacitor-charging-&"

\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center

\begin_inset Graphics
	filename schematics/rc-steadystate.png
	width 3cm

\end_inset


\lang french

\begin_inset Graphics
	filename pics/CRphaseshift-1uf560.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Copie d'écran montrant la tension totale aux bornes d'un circuit RC et la
 tension aux bornes du condensateur.
 C
\begin_inset space ~
\end_inset

=
\begin_inset space ~
\end_inset

1
\begin_inset space ~
\end_inset

µF et R
\begin_inset space ~
\end_inset

=
\begin_inset space ~
\end_inset

560
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:CRcircuit_voltages"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Itemize
Condensateur de 1
\begin_inset space ~
\end_inset

µF
\end_layout

\begin_layout Itemize
Résistance de 560
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Un voltmètre, si vous voulez mesurer la tension aux bornes des éléments
 non directement connectés à la masse.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter un fil électrique entre SINE et A0
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter le condensateur entre A0 et A1
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter la résistance entre A1 et la masse [Ground].
\end_layout

\begin_layout Itemize
Activer A1 aussi.
 Ajuster l'échelle horizontale pour voir plus de 4 périodes.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Activer
\begin_inset Quotes fld
\end_inset

FIT
\begin_inset Quotes frd
\end_inset

 pour afficher la tension efficace (RMS), la fréquence, etc.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Le signal d'entrée et la tension aux bornes de la résistance
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:CRcircuit_voltages"

\end_inset

.
 La tension aux bornes du condensateur est calculable à l'aide de la loi
 d'Ohm, on peut aussi le mesurer à l'aide d'un voltmètre.
\end_layout

\begin_layout Standard
La somme des deux tensions semble supérieure à la tension totale appliquée
 à l'association.
\end_layout

\begin_layout Standard
La loi d'Ohm est-elle violée
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
Quelle erreur fait-on quand on additionne les tensions efficaces
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Tabular
<lyxtabular version="3" rows="2" columns="5">
<features>
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $V_{Tot}$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $U_{R}$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $I=\frac{U_{R}}{R}$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $U_{c}=Z_{c}I$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $U_{R}+U_{c}$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
2.6
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
0,8
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
0.,0014
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
2,4
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
3,2
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
</lyxtabular>

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Formula $Z_{c}=\frac{1}{2\pi fC}=\frac{1}{2\pi\times93.6\times1e-6}=1712\,\Omega$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Formula $U_{c}=Z_{c}I=1712\times0,0014$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
On doit prendre en compte le déphasage introduit par le condensateur
\begin_inset Foot
status collapsed

\begin_layout Plain Layout
http://www.play-hookey.com/ac_theory/ac_rc_series.html
\end_layout

\end_inset

.
 Voir la section suivante.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Déphasage dans des circuits RC en courant alternatif
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Mesurer le déphasage aux bornes d'un condensateur dans un circuit RC en
 courant alternatif.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Théorie
\end_layout

\begin_layout Standard
Dans un circuit RC, le déphasage aux bornes du condensateur est donné par
 l'équation
\begin_inset Formula $\triangle\Phi=\arctan\left(\frac{Z_{c}}{R}\right)$
\end_inset

, où R est la résistance et
\begin_inset Formula $Z_{c}$
\end_inset

 est l'impédance du condensateur.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center

\begin_inset Graphics
	filename schematics/rc-steadystate.png
	width 3cm

\end_inset


\lang french

\begin_inset Graphics
	filename pics/CRphaseshift-1uf560.png
	lyxscale 50
	width 5.5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Copie d'écran montrant le déphasage pour R
\begin_inset space ~
\end_inset

=
\begin_inset space ~
\end_inset

560
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

 et C
\begin_inset space ~
\end_inset

=
\begin_inset space ~
\end_inset

1
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $\mu F$
\end_inset

.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:RC phaseshift"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Itemize
Condensateur de 1
\begin_inset space ~
\end_inset

µF
\end_layout

\begin_layout Itemize
Résistance de 560
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

 (essayer aussi d'autres valeurs)
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter un fil électrique entre SINE et A0
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter le condensateur entre A0 et A1
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter la résistance entre A1 et la masse [Ground].
\end_layout

\begin_layout Itemize
Activer A1 aussi.
 Ajuster l'échelle horizontale pour voir plus de 4 périodes.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Activer
\begin_inset Quotes fld
\end_inset

FIT
\begin_inset Quotes frd
\end_inset

 pour montrer la tension efficace (RMS), la fréquence et le déphasage [Phase
 difference].
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Les déphasages mesurés sont dans le tableau ci-dessous.
 Les connexions et les signaux sont montrés à la figure
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:RC phaseshift"

\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Tabular
<lyxtabular version="3" rows="2" columns="5">
<features>
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
C (µF)
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
R (k
\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

)
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
Fréq (Hz)
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $\bigtriangleup\Phi$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $\arctan\left(\frac{Z_{c}}{R_{R}}\right)$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
1
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
560
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
93
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
71,3
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
71,9°
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
</lyxtabular>

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
où
\begin_inset Formula $Z_{c}=\frac{1}{2\pi fC}$
\end_inset

 est l'impédance du condensateur à la fréquence 93
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz.
\begin_inset Formula $Z_{R}$
\end_inset

 est la résistance.
\end_layout

\begin_layout Standard
Le courant qui traverse un condensateur est déphasé par rapport à la tensions
 à ses bornes de 90°.
 Pourquoi
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Pourquoi la phase de la tension est-elle en avance
\begin_inset space ~
\end_inset

? Admettons que nous avons connecté le courant alternatif à la plaque A
 à l'instant
\begin_inset Formula $t=t_{0}$
\end_inset

 où la tension d'alimentation est nulle.
 Nous pouvons voir que la pente de la courbe est maximale là, c'est à dire
 que le taux de changement de la tension est maximal.
 Le condensateur est chargé très vite à ce moment-là.
 La plaque B récolte aussi la même charge que la plaque A, c'est ainsi que
 fonctionne une condensateur.
 Le courant vers la plaque B circule depuis la masse à travers une résistance
 et nous mesurons la chute de tension ohmique RI aux bornes de la résistance,
 celle-ci sera déjà positive alors que la plaque A est à zéro volt.
 Le résultat est une avance de phase.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Déphasage dans des circuits RL en courant alternatif
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "sec:Inductor-in-AC"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Mesurer le déphasage dans un circuit RL en courant alternatif.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Théorie
\end_layout

\begin_layout Standard
L'impédance d'un inducteur pur est
\begin_inset Formula $Z_{L}=2\pi fL$
\end_inset

 , où
\begin_inset Formula $f$
\end_inset

 est la fréquence en hertz et L est l'inductance en henry.
 Dans un circuit LC, le déphasage aux bornes d'un inducteur pur est donné
 par l'équation
\begin_inset Formula $\triangle\Phi=\arctan\left(\frac{Z_{L}}{R}\right)$
\end_inset

, où R est la résistance en ohm.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center

\begin_inset Graphics
	filename schematics/rl-steadystate.png
	width 3cm

\end_inset


\lang french

\begin_inset Graphics
	filename pics/LRphaseshift-125mH-125ohm.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Circuit RL en régime sinusoïdal.
 Déphasage aux bornes du bobinage.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:LR  phaseshift-screen"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Un bobinage, utiliser les solénoïdes fournis.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Résistances de 560
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

 et 1
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $k\Omega$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter un fil électrique entre SINE et A0
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter le bobinage entre A0 et A1
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter la résistance de 1000
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

 entre A1 et la masse [Ground].
\end_layout

\begin_layout Itemize
Activer A1 aussi.
 Ajuster l'échelle horizontale pour voir plus de 4 périodes.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Activer
\begin_inset Quotes fld
\end_inset

FIT
\begin_inset Quotes frd
\end_inset

 pour montrer la tension efficace [RMS], la fréquence et le déphasage [Phase
 difference].
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Les déphasages mesurés sont montrés ci-dessous.
 Les signaux pour le bobinage de 125
\begin_inset space ~
\end_inset

mH  sont montrés dans la figure
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:LR  phaseshift-screen"

\end_inset

.
 Il faut aussi prendre en compte la résistance du bobinage en calculant
 le déphasage.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Tabular
<lyxtabular version="3" rows="3" columns="4">
<features>
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
L (
\begin_inset Formula $mH$
\end_inset

)
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $R=R_{bob}+R_{ext}$
\end_inset

(
\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

)
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $\bigtriangleup\Phi=\arctan\left(\frac{Z_{L}}{Z_{R}}\right)$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $\bigtriangleup\Phi_{mesuré}$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
125
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
565 + 560
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
3,71
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
-3,8
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
25
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
42 + 560
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
1,39
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
-1,4
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
</lyxtabular>

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
Le courant dans un inducteur pur a un retard de phase de
\begin_inset Formula $90^{0}$
\end_inset


\begin_inset Foot
status collapsed

\begin_layout Plain Layout
http://www.play-hookey.com/ac_theory/ac_inductors.html
\end_layout

\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Si on ne connaît pas la valeur de l'inductance d'un bobinage, on peut utiliser
 cette expérience pour la déterminer à partir du déphasage observé avec
 une valeur de résistance connue.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Matériau ferromagnétique dans un bobinage
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Observer l'effet de matériaux ferromagnétiques ajoutés dans un solénoïde.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Théorie
\end_layout

\begin_layout Standard
L'auto-inductance, ou inductance tout court [Self Inductance] d'un solénoïde
 est donnée par
\begin_inset Formula $L=\frac{\mu N^{2}A}{l}$
\end_inset

 , où N est le nombre de tours, A est l'aire de la section,
\begin_inset Formula $\mu$
\end_inset

 est la perméabilité du matériau environnant et
\begin_inset Formula $l$
\end_inset

 est la longueur.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center

\begin_inset Graphics
	filename schematics/rl-steadystate-ferrite.png
	width 3cm

\end_inset


\lang french

\begin_inset Graphics
	filename pics/LRphaseshift_ferrite.png
	lyxscale 50
	width 5.5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Circuit RL.
 Effet du noyau en ferrite.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Ferrite_LR-screen"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Itemize
Bobinage 1000
\begin_inset space ~
\end_inset

tours
\end_layout

\begin_layout Itemize
Résistance de 1
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $k\Omega$
\end_inset

 (on peut aussi utiliser d'autres valeurs)
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter comme expliqué au
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "sec:Inductor-in-AC"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Insérer un noyau de ferrite dans la bobine et observer les changements
\end_layout

\begin_layout Itemize
Recommencer avec la bobine de 3000
\begin_inset space ~
\end_inset

tours.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Le déphasage augmente de 3,7° à 11,6° à l'insertion du noyau de ferrite.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Le déphasage est passé de 3,7° à 11,6°, soit une augmentation de 3 environ
 de l'inductance.
 Cependant, dans ce cas il faux de supposer que la perméabilité du noyau
 est 3.
 Pourquoi
\begin_inset space ~
\end_inset

? (examinez la géométrie)
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Intégration et différentiation RC
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Intégrer et différentier un signale carré à l'aide d'un circuit RC.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Théorie
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/RCinteg.png
	width 4cm

\end_inset


\begin_inset Graphics
	filename pics/RCdiff.png
	width 4cm

\end_inset


\begin_inset Graphics
	filename pics/triwave_diff.png
	width 1.6cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
(a)
\begin_inset space ~
\end_inset

Intégrateur RC (b)
\begin_inset space ~
\end_inset

Différentiateur RC (c)
\begin_inset space ~
\end_inset

Signal carré, intégré et différentié.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:RC-Integ-diff"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
Pour le circuit présenté à la figure
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:RC-Integ-diff"

\end_inset

(a)
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Formula \[
V_{sortie}=\frac{1}{RC}\int V_{entrée}dt\]

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
et pour ce lui présenté à la figure
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:RC-Integ-diff"

\end_inset

(b)
\begin_inset Formula \[
V_{sortie}=RC\frac{dV_{entrée}}{dt}\]

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
La figure
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:RC-Integ-diff"

\end_inset

(c) montre un signal carré, et ses contreparties intégrée et différentiée.
 On comprend facilement comment le signal triangulaire est différentié deux
 fois.
 La pente positive constante du signal triangulaire donne la partie positive
 du signal carré.
 Quant on différentie le signal carré on obtient les pics aux fronts montants
 et descendants.
 Ce sont des cas idéaux.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Itemize
Condensateur de 1
\begin_inset space ~
\end_inset

µF
\end_layout

\begin_layout Itemize
Résistance de 1
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $k\Omega$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Standard

\begin_inset Graphics
	filename schematics/rc-integ.png
	height 0.8cm

\end_inset


\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Graphics
	filename schematics/rc-diff.png
	height 0.8cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter un fil électrique entre SQR1 et A0
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter R entre SQR1 et A1
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter C entre A1 et la masse [Ground].
\end_layout

\begin_layout Itemize
Activer A1.
 Ajuster l'échelle horizontale pour voir plus de 4 périodes.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Fixer SQR1 à 20
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz, 100
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz et 1
\begin_inset space ~
\end_inset

kHz et observer les signaux.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Échanger les positions de R et C et observer la différentiation.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer sur le bouton
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
buttonlabel{FT}
\end_layout

\end_inset

 pour voir une transformée de Fourier.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/squarewave_interg20hz.png
	lyxscale 50
	width 3.6cm

\end_inset


\begin_inset Graphics
	filename pics/squarewave_interg1khz.png
	lyxscale 50
	width 3.6cm

\end_inset


\begin_inset Graphics
	filename pics/squarewave_diff20hz.png
	lyxscale 50
	width 3.6cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
(a)
\begin_inset space ~
\end_inset

Intégration à 20
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz (b)
\begin_inset space ~
\end_inset

Intégration à 1
\begin_inset space ~
\end_inset

kHz (c)
\begin_inset space ~
\end_inset

Différentiation à 20
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz.
 Dans tous les cas R
\begin_inset space ~
\end_inset

=
\begin_inset space ~
\end_inset

1
\begin_inset space ~
\end_inset

k
\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

 et C
\begin_inset space ~
\end_inset

=
\begin_inset space ~
\end_inset

1
\begin_inset space ~
\end_inset

µF
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Effect-of-RCon squarewave"

\end_inset

.
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
Les intégrations observées à 20
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz et 1
\begin_inset space ~
\end_inset

kHz sont montrées dans la figure
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Effect-of-RCon squarewave"

\end_inset

, en utilisant une base de temps RC de 1 milliseconde.
 À 20
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz, le signal carré traverse le condensateur avec une faible distorsion.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Quand la période devient comparable avec la valeur de RC, la forme du signal
 devient triangulaire.
 La différentiation ne peut être montrée qu'à basse fréquence car la capture
 du pic étroit de tension nécessite une oscilloscope rapide.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Analyse de Fourier
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "sec:Fourier-Transform-**"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
En apprendre au sujet de la transformée de Fourier d'un signal.
 Représentations temporelle et fréquentielle.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Itemize
Un bout de fil électrique.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter SINE à A0
\end_layout

\begin_layout Itemize
Ajuster l'échelle horizontale pour voir plusieurs périodes.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer sur FT pour faire une transformation de Fourier
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Itemize
Le signa sinusoïdal et sa transformée de Fourier sont montrés dans la figure
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Sine-wave-and"

\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/sinewave.png
	lyxscale 50
	width 6cm

\end_inset


\begin_inset Graphics
	filename pics/sine90hz-fft.png
	lyxscale 15
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
(a)
\begin_inset space ~
\end_inset

Signal sinusoïdal.
 (b)
\begin_inset space ~
\end_inset

Sa transformée de Fourier.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Sine-wave-and"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
L'affichage d'origine montrait l'amplitude en fonction du temps, et il s'appelle
 donc représentation temporelle du signal.
 Dans le graphique de la transformée de Fourier, la fréquence est sur l'axe-x
 et l'ordonnée représente la force relative de composants fréquentiels du
 signal.
 Ceci s'appelle la représentation fréquentielle du signal
\begin_inset Foot
status open

\begin_layout Plain Layout
http://en.wikipedia.org/wiki/Fourier_transform
\end_layout

\end_inset

.
 Dans ce cas il n'y a qu'un pic principal.
 Le petit pic à la fréquence triple est une mesure de la distorsion de notre
 signal sinusoïdal.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Harmoniques composant un signal carré
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Itemize
Un bout de fil électrique.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter la borne 6 (SQR1) à la borne 26 (A0)
\end_layout

\begin_layout Itemize
Entrer 100 dans le champ texte près de SQR1 et cliquer sur la flèche.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Activer la boîte à cocher jaune A0dans la partie droite de la fenêtre.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Ajuster l'échelle horizontale à 10 milliseconde par division.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquez sur A0-FT
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/sqr1000Hz.png
	lyxscale 50
	width 5.5cm

\end_inset


\begin_inset Graphics
	filename pics/sqr1000Hz-fft.png
	lyxscale 15
	width 5.5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Signal carré et sa transformée de Fourier
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Squarewave-and-it's"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Une nouvelle fenêtre s'ouvre et montre une trace comme dans la figure.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Les séries de Fourier décomposent n'importe quel signal périodique en la
 somme d'un ensemble de simple fonctions oscillantes, à savoir des sinus
 et des cosinus.
 Un signal carré peut être représenté comme
\begin_inset Formula $f(\theta)=sin(\theta)+\frac{sin(3\theta)}{3}+\frac{sin(5\theta)}{5}+\cdots$
\end_inset

.
 Dans la transformée de Fourier d'un signal carré de fréquence
\begin_inset Formula $f$
\end_inset

 , il y aura une composante
\begin_inset Formula $3f$
\end_inset

 (avec comme amplitude le tiers de celle de
\begin_inset Formula $f$
\end_inset

 ), une composante
\begin_inset Formula $5f$
\end_inset

 (amplitude un cinquième) etc.
 comme montré dans la figure.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Chapter
Électricité et magnétisme
\end_layout

\begin_layout Standard
On montre l'induction électromagnétique à l'aide d'un aimant mobile et d'un
 bobinage alimenté en tension alternative.
 La fabrication d'une transformateur est montrée à l'aide de deux bobines.
 Un gnérateur de courant alternatif simple, capable de produire des signaux
 avec plusieurs phases, et réalisé à l'aide d'un aimant tournant.
\end_layout

\begin_layout Section
Induction électromagnétique
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Explorer la tension induite aux bornes d'un bobinage par un champ magnétique
 changeant.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/EMinduction-photo.jpg
	lyxscale 50
	width 5.8cm

\end_inset


\begin_inset Graphics
	filename pics/em_induction.png
	lyxscale 50
	width 4.9cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Tension induite dans un bobinage par un aimant en mouvement.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:EM Induction"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Petits aimants cylindriques.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Bobinage 3000
\begin_inset space ~
\end_inset

tours et un tube en papier pour guider l'aimant.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter le bobinage entre A0 et la masse [Ground].
\end_layout

\begin_layout Itemize
Faire un clic droit sur le tableau de bord et ouvrir
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{
\lang french
EM Induction
}
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer sur
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
buttonlabel{
\lang french
Start Scanning
}
\end_layout

\end_inset

.
 Une trace horizontale devrait apparaître
\end_layout

\begin_layout Itemize
Faire tomber l'aimant à travers la bobine jusqu'à ce qu'une trace soit capturée.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Répéter le processus en changeant des paramètres tels que la force de l'aimant,
 la vitesse de chute, etc.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Le résultat est montré à la figure
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:EM Induction"

\end_inset

.
 L'amplitude augmente avec la vitesse de l'aimant.
 À partir du graphique, on peut déterminer le temps que prend l'aimant pour
 traverser la bobine.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Le deuxième pic est plus grand que le premier.
 Pourquoi
\begin_inset space ~
\end_inset

? À quelle place sera l'aimant au moment où la tension induite passe par
 zéro
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
Laisser tomber l'aimant depuis des hauteurs variables et faire un graphique
 de l'amplitude de la tension induite en fonction de la racine carrée de
 la hauteur.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Un générateur de courant alternatif simple
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "sec:A-simple-AC"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Mesurer la fréquence et l'amplitude de la tension induite aux bornes d'un
 solénoïde par un aimant tournant.
 Comprendre un peu du fonctionnement des générateurs de courant alternatif
 en examinant le résultat et les difficultés du montage.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center

\begin_inset Graphics
	filename schematics/ac-gen.png
	width 3cm

\end_inset


\lang french

\begin_inset Graphics
	filename pics/ACgen-output-30pct.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Tension en sortie du générateur de courant alternatif avec différentes vitesses
 de rotation de l'aimant
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:AC generator output"

\end_inset

.
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
U aimant,D
\begin_inset space ~
\end_inset

=
\begin_inset space ~
\end_inset

10
\begin_inset space ~
\end_inset

mm, L
\begin_inset space ~
\end_inset

=
\begin_inset space ~
\end_inset

10
\begin_inset space ~
\end_inset

mm
\end_layout

\begin_layout Itemize
moteur à courant continu
\end_layout

\begin_layout Itemize
Bobine 300
\begin_inset space ~
\end_inset

tours
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter le moteur à courant continu à PULSE (borne 10), fixer l'aimant
 horizontalement.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter la bobine entre A0 et la masse [Ground].
\end_layout

\begin_layout Itemize
Tenir la bobine perpendiculairement à l'axe de rotation du moteur, près
 de l'aimant.
 Attention de ne pas le toucher.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler PULSE à 10 (% de rapport cyclique)
\end_layout

\begin_layout Itemize
Mesurer la fréquence et l'amplitude en activant
\begin_inset Quotes fld
\end_inset

FIT
\begin_inset Quotes frd
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Recommencer an changeant PULSE à 20 , 30 et 40 (PAS au-delà
\begin_inset space ~
\end_inset

!)
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
La tension est montrée à la figure
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:AC generator output"

\end_inset

.
 La vitesse du moteur est à peu près proportionnelles au rapport cyclique
 (depuis 20% jusqu'à 40%)
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Connecter une autre bobine à A1 et l'approcher aussi de l'aimant pour voir
 deux signaux alternatifs avec des phases différentes.
 On peut changer les phases relatives an modifiant la position angulaire
 des bobines.
\end_layout

\begin_layout Standard
Approcher une autre bobine court-circuitée près de l'aimant pour observer
 les changements de fréquence.
 La bobine court-circuitée soustrait de l'énergie au générateur et la vitesse
 est réduite.
\end_layout

\begin_layout Standard
Le champ magnétique dans ce générateur est très faible.
 La résistance de la bobine est très élevée et si on essaie d'en tirer du
 courant la plus grande partie de la tension sera perdue dans la bobine
 elle-même.
\begin_inset Foot
status collapsed

\begin_layout Plain Layout
C'est plus sûr d'alimenter le moteur à partir d'une alimentation séparée
 (de moins de 3 volt).
 La sortie PULSE
\shape smallcaps
n'est pas adaptée
\shape default
 à ce travail, on crée pratiquement un court-circuit d'une borne de sortie
 du micro-contrôleur.
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Induction mutuelle, transformateur
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Démontrer l'inductance mutuelle entre deux bobines, réalisation d'un transformat
eur.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center

\begin_inset Graphics
	filename schematics/transformer.png
	width 3cm

\end_inset


\lang french

\begin_inset Graphics
	filename pics/mutual_induction.png
	lyxscale 50
	width 3.4cm

\end_inset


\begin_inset Graphics
	filename pics/mutual_induction_Ecore_1kload.png
	lyxscale 50
	width 3.4cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Induction mutuelle entre deux bobines.
 (a)
\begin_inset space ~
\end_inset

Le montage.
 (b)
\begin_inset space ~
\end_inset

Avec un noyau en ferrite (c)
\begin_inset space ~
\end_inset

Avec deux noyaux en forme de E
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Mutual-Induction-between"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Deux bobines, chacune de 3000
\begin_inset space ~
\end_inset

tours.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter la première bobine entre SINE et la masse [Ground].
\end_layout

\begin_layout Itemize
Un fil électrique entre SINE et A0, pour observer le signal d'entrée.
\end_layout

\begin_layout Itemize
La deuxième bobine en A1 et la masse [Ground].
\end_layout

\begin_layout Itemize
Aligner les bobines et insérer le noyau de ferrite à travers.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Activer A1 et
\begin_inset Quotes fld
\end_inset

FIT
\begin_inset Quotes frd
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Le signal appliqué et le signal induit sont montrés dans la figure
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Mutual-Induction-between"

\end_inset

.
 Un champ magnétique changeant est la cause de la tension induite.
 Dans les deux expériences précédentes, le champ magnétique changeant était
 créé par le mouvement d'aimants permanents.
 Dans le cas présent le champ magnétique changeant est créé par un courant
 variable dans le temps.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Le signal de sortie devrait être en phase avec le signal d'entrée selon
 la théorie.
\begin_inset Foot
status collapsed

\begin_layout Plain Layout
http://sound.westhost.com/xfmr.htm
\end_layout

\end_inset

 Cependant, ça ne se produit pas tant que le couplage est insuffisant.
\end_layout

\begin_layout Standard
Avec plus de ferrite, le déphasage devient conforme à la théorie.
\end_layout

\begin_layout Standard
Essayer de faire cette expérience avec un signal carré de 100
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz, 1000
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz, etc.
 Connecter une résistance de 1
\begin_inset space ~
\end_inset

k
\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

 entre le secondaire et la masse pour éviter les battements.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Électro-aimant, solénoïde
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "sec:Magnetic-Effect-of"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Montrer l'effet magnétique d'un courant, en utilisant un solénoïde et un
 aimant permanent.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/coil-magnetpendulum-photo.JPG
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\begin_inset Graphics
	filename pics/solenoid_field.jpg
	lyxscale 40
	width 6cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
(a)
\begin_inset space ~
\end_inset

Solénoïde parcouru par un courant repoussant un aimant permanent.
 (b)
\begin_inset space ~
\end_inset

Champ magnétique d'un solénoïde parcouru par un courant.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Solenoid Magnetic-field"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Solénoïde (bobinage).
\end_layout

\begin_layout Itemize
Deux aimants de forme bouton.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter le solénoïde entre OD0 et la masse [Ground].
\end_layout

\begin_layout Itemize
Réaliser un pendule en utilisant une bandelette de papier et les aimants.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Suspendre le pendule près du solénoïde comme montré à la figure
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Solenoid Magnetic-field"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Porter OD0 à l'état HAUT et observer la force.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Retourner le sens du pendule
\end_layout

\begin_layout Itemize
Placer le pendule de l'autre côté du solénoïde.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Le solénoïde se comporte exactement comme un aimant droit.
 Suspendre le pendule à aimant près du bobinage et changer le sens du courant
 en échangeant les fils connectées à OD0 et à la masse.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Le champ magnétique d'un solénoïde est montré à la figure
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Solenoid Magnetic-field"

\end_inset

.
 La direction du champ dépend de la direction du courant.
\end_layout

\begin_layout Standard
Trouver le sens d'enroulement du solénoïde d'après les observations précédentes.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Freinage par courants de Foucault
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Démontrer l'effet des courantes de Foucault en déplaçant un conducteur perpendic
ulairement à un champ magnétique.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Itemize
moteur à courant continu
\end_layout

\begin_layout Itemize
Disque d'aluminium annulaire
\end_layout

\begin_layout Itemize
Aimant
\begin_inset Formula $10\, mm\times10\, mm$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Fixer le disque sur le moteur à l'aide d'une bande adhésive
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter le moteur entre PULSE et la masse [Ground]
\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler PULSE à 30%
\end_layout

\begin_layout Itemize
Approcher l'aimant près de la surface du disque.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
La vitesse de rotation diminue quand l'aimant est approché de la surface
 du disque.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Les courants de Foucault sont créés quand un conducteur subit des changements
 de champ magnétique.
 si soit le conducteur se déplace dans un champ magnétique immobile, soit
 le champ magnétique change autour d'un conducteur immobile, des courants
 de Foucault apparaissent dans le conducteur.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Chapter
Le son
\end_layout

\begin_layout Standard
On génère du son à l'aide de signaux électriques et la fréquence du son
 est medurée en le convertissant à nouveau en signal électrique.
 On explore la réflexion et l'interférence sonores.
 La vitesse du son est mesurée en observant le déphasage du son numérisé
 avec la distance.
\end_layout

\begin_layout Section
Générer du son
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Trouver des réponses à quelques questions comme
\begin_inset space ~
\end_inset

:
\end_layout

\begin_layout Itemize
Quelle est la description du son
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Itemize
Quelles sont les caractéristiques des ondes sonores
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Itemize
Comment créer et détecter un son
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/sound-speaker-photo.jpg
	lyxscale 30
	width 6cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Générer du son à partir de signaux électriques.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Generating sound"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Haut-parleur
\end_layout

\begin_layout Itemize
Disque piézo-électrique
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter le haut-parleur de 150
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

 entre SQR1 et GND
\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler SQR1 à 1000
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Écouter le son.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Changer la fréquence pour noter la différence dans le son généré.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Recommencer la même chose avec le disque piézo aussi.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Faire un clic droit sur le tableau de bord et ouvrir
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{Music}
\end_layout

\end_inset

 dans le menu contextuel.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Itemize
La hauteur du son produit dépend de la fréquence.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Comment le haut-parleur produit-il du son
\begin_inset space ~
\end_inset

? Quand un courant alternatif est appliqué, le diaphragme du haut parleur
 oscille d'avant en arrière.
 Quand il va vers l'avant, il pousse l'air en face de lui et créer un région
 comprimée ou de haute pression.
 Ensuite il recule en créant une zone de basse pression juste derrière la
 zone de haute pression créée précédemment, et termine son premier cycle.
 Au déplacement suivant vers l'avant, une autre zone de haute pression est
 créée et se place derrière les zones de basse et de haute pression créées
 lors du cycle précédent.
 Ce procédé se répète et les zones de pression alternativement haute et
 basse voyagent vers l'avant.
 Ceci est le son.
\end_layout

\begin_layout Standard
Quand on génère des fréquences différentes on crée une mélodie.
 Cependant la richesse vient d'un juste dosage des harmoniques pour chaque
 fréquence, c'est quelque chose qu'on ne peut pas contrôler à l'aide de
 notre montage.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
La fréquence du son
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "sec:Sound Frequency"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Mesurer la fréquence du son en le convertissant en signal électrique.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center

\begin_inset Graphics
	filename schematics/sound-freq.png
	width 3cm

\end_inset


\lang french

\begin_inset Graphics
	filename pics/sound3012hz.png
	lyxscale 50
	width 5.4cm

\end_inset


\begin_inset Graphics
	filename pics/sound2000hz.png
	lyxscale 50
	width 5.4cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Numériser le son.
 (a)
\begin_inset space ~
\end_inset

branchements (b)
\begin_inset space ~
\end_inset

3012
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz (c)
\begin_inset space ~
\end_inset

2000
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Digitized sound screen"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Montage à microphone
\end_layout

\begin_layout Itemize
Disque piézo
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter le microphone entre les bornes 15 et 16.
 Résistance de polarisation en UPV
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter la sortie de l'amplificateur (borne 13) à A0.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler UPV à 5
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter le haut-parleur de 150
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

 entre SQR1 et la masse [Ground].
\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler SQR1 à 3000
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz et placer le haut-parleur face au microphone.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Observer le signal et ajuster la base de temps.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Activer
\begin_inset Quotes fld
\end_inset

FIT
\begin_inset Quotes frd
\end_inset

 pour mesurer la fréquence
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Tabular
<lyxtabular version="3" rows="3" columns="2">
<features>
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
fréq.
 de consigne
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
fréq.
 mesurée
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
3012,0
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
3011,94
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
2000
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
2000,46
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
</lyxtabular>

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
En modélisant les données numérisées, on peut récupérer l'information de
 fréquence.
 Cependant, le signal paraît plus propre aux environs de 3000
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz.
\end_layout

\begin_layout Standard
La sortie à 2000
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz contient une composante à 6000
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz.
 On peut voir la différence en comparant les spectres de fréquence de chaque
 enregistrement, cliquer sur FT pour cela.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Les ondes sonores créent des variations de pression dans les milieux qu'elles
 traversent.
 Le microphone génère une tension qui est proportionnelle à la pression.
 Comme ce signal est très faible, on l'amplifie 50 fois avant de le numériser.
 Les variations de tension son en rapport avec les variations de pression.
 On peut considérer le microphone comme un capteur de pression, mais qui
 fonctionne uniquement pour les pressions variant avec le temps.
\end_layout

\begin_layout Standard
Quand on recommence l'expérience on peut obtenir des résultats étranges
 à première vue.
 Une alimentation à la fréquence de 100
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz vous donnera une fréquence proche de 3900
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz, mais avec une amplitude faible.
 La résonance intervient là aussi.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
La vitesse du son
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Calculer la vitesse du son en mesurant la variation de la pression dans
 l'air en fonction de la distance.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center

\begin_inset Graphics
	filename schematics/sound-vel.png
	width 4cm

\end_inset


\lang french

\begin_inset Graphics
	filename pics/sound_waves.png
	lyxscale 80
	width 6.2cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
(a)
\begin_inset space ~
\end_inset

Montage expérimental (b)
\begin_inset space ~
\end_inset

Schéma de la propagation d'ondes sonores, et de la variation du signal du
 microphone avec la pression.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Sound-waves"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Disque piézo
\end_layout

\begin_layout Itemize
Montage à microphone
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter le disque piézo entre SQR1 et la masse [Ground].
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter le montage à microphone et régler UPV à 5
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter la sortie de l'amplificateur à A0 et SQR1 à A1
\end_layout

\begin_layout Itemize
Faire un clic droit sur le tableau de bord et démarrer
\shape italic
\emph on

\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{Velocity of Sound}
\end_layout

\end_inset


\shape default
\emph default
depuis le menu contextuel
\end_layout

\begin_layout Itemize
Placer le disque piézo sur le côté, posé sur une pièce de tissu doux, en
 face du microphone.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Ajuster la distance pour avoir des signaux en phase.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Déplacer le microphone pour mettre les signaux en opposition de phase, sans
 bouger le tissu.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Mesurer la distance depuis le bord du tissu jusqu'à la position courante.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/sound_inphase.png
	lyxscale 50
	width 5.4cm

\end_inset


\begin_inset Graphics
	filename pics/sound_outofphase.png
	lyxscale 50
	width 5.4cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Amplitude du son capté à deux positions séparées d'une demi-longueur d'onde.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Sound-amplitude-captured"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
L'amplitude du son capté en deux points est montrée dans la figure
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Sound-amplitude-captured"

\end_inset

.
 Le signal carré est la tension qui commande la disque piézo.
 Pour changer la phase de l'onde sinusoïdale issue du microphone, de 180°
 (demi-longueur d'onde) le microphone est déplacé de 4,3
\begin_inset space ~
\end_inset

cm.
 La vitesse du son est donnée par
\begin_inset Formula $v=f\lambda=4000\times2\times0.043=344\, m\cdot s^{-1}$
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Le son voyage comme une série de zones en surpression et en dépression.
 La partie basse de la figure
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Sound-waves"

\end_inset

 montre les régions de haute et basse pression le long de la direction de
 déplacement de l'onde sonore.
 La pression en fonction du temps en un point fixe de ce chemin est donnée
 par le signal issu du microphone, comme montré dans la partie haute de
 la figure
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Sound-waves"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
On peut représenter la variation de la pression en tout point par rapport
 à sa variation au point de départ.
 La phase relative des deux signaux change quand on bouge le microphone.
 Un déplacement d'une longueur d'onde changera la phase de 360°.
 On a fait un déplacement d'une demi-longueur d'onde pour avoir une différence
 de phase de 180°.
 La vitesse du son peut être calculée en multipliant la fréquence par la
 longueur d'onde mesurée.
\end_layout

\begin_layout Standard
Pourquoi utiliser un tissu doux replié
\begin_inset space ~
\end_inset

? Pourquoi ne pas utiliser une surface dure
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
La réflexion du son
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Étudier la nature de la réflexion du son par une surface dure
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Itemize
Microphone à condensateur
\end_layout

\begin_layout Itemize
Disque piézo-électrique, alimenté par SQR1
\end_layout

\begin_layout Itemize
Un carré dur de
\begin_inset Formula $10\, cm\times10\, cm$
\end_inset

, en plastique ou en carton
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter le microphone comme expliqué à la section
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "sec:Sound Frequency"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter le disque piézo entre SQE1 et la masse [Ground].
\end_layout

\begin_layout Itemize
Fixer le microphone et le disque piézo face à la même direction.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Observer l'amplitude en A0.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Placer le carré dur en face et refaire la capture.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Le son est reflété par une surface dure.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Changer l'orientation du réflecteur et observer les modifications.
 Comment cela peut-il être comparé avec la réflexion de la lumière par un
 miroir (ou plutôt sur une feuille de papier blanc)
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
Essayer la réflexion sur une surface molle comme du tissu ou une éponge
\end_layout

\begin_layout Standard
L'effet de la réflection est ce qui nous a obligé à utiliser une surface
 en tissu dans l'expérience précédente.
 Essayer de placer une surface dure parallèle à la direction du son pour
 voir l'effet sur la différence de phase.
 Le son qui voyage directement interfère avec la part qui est reflétée sur
 la surface dure, ce qui modifie la phase au niveau du microphone.
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Les interférences sonores
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "sec:Interference-of-sound"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Étudier les interférences sonores de sons issus de deux sources individuelles
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center

\begin_inset Graphics
	filename schematics/sound-beats.png
	width 5cm

\end_inset


\lang french

\begin_inset Graphics
	filename pics/sound_beats.png
	lyxscale 40
	width 6cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Battements créés à l'aide de deux fréquences voisines.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:SoundBeats"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Microphone à condensateur
\end_layout

\begin_layout Itemize
Deux disques piézo, alimentés par SQR1 et PULSE
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter le microphone comme expliqué à la section
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "sec:Sound Frequency"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter un disque piézo entre SQR1 et la masse [Ground] et l'autre entre
 PULSE et la masse.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Faire un clic droit sur le tableau de contrôle et démarrer
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{Interference of Sound}
\end_layout

\end_inset

depuis le menu contextuel
\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler SQR1 à 4200
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz et PULSE à 3800
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz
\end_layout

\begin_layout Itemize
Ajuster les distances pour obtenir un motif de battements clair.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Recommencer avec d'autres valeurs de fréquences.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Les fréquences individuelles sont 4201,7
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz et 3816,8
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz, elles diffèrent de 384,9
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz.
 D'après la figure
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:SoundBeats"

\end_inset

 on peut voir qu'une enveloppe d'onde dure environ 2,65
\begin_inset space ~
\end_inset

ms, c'est à dire une fréquence proche de 380 Hz.
 La demi-longueur d'onde est la distance entre deux points de pression minimale.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
La puissance relative des composants fréquentiels individuels peut être
 mesurée en prenant une transformée de Fourier du signal de sortie.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Analyser de la musique
\begin_inset Foot
status open

\begin_layout Plain Layout
Contribution de jithinbp at gmail.com
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Itemize
Une guitare avec quelqu'un qui sait s'en servir
\end_layout

\begin_layout Itemize
Montage à microphone
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter le microphone entre les bornes 15 et 16
\end_layout

\begin_layout Itemize
Relier le fil de polarisation à UPV et le régler à 5
\begin_inset space ~
\end_inset

V
\end_layout

\begin_layout Itemize
Jouer différentes notes et cliquer sur FT pour faire la transformée de Fourier
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Les résultats sont montrés dans la figure
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Fourier-analysis-of Music"

\end_inset

.
 La corde de base Mi est utilisée.
 Les relations entre les notes sont données par
\end_layout

\begin_layout Standard
\align center
\begin_inset Tabular
<lyxtabular version="3" rows="2" columns="8">
<features>
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
Do
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
Ré
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
Mi
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
Fa
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
Sol
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
La
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
Si
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
Do
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
1
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
9/8
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
5/4
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
4/3
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
3/2
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
5/3
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
15/8
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
2
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
</lyxtabular>

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/sariga.png
	lyxscale 50
	width 6cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Analyse de Fourier de notes de musique.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Fourier-analysis-of Music"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Vitesse du son, avec des ultra-sons
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Mesurer la vitesse du son d'après le temps de vol de salves d'ultrasons.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Standard

\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center

\begin_inset Graphics
	filename pics/40kHz-piezo-photo.jpg
	lyxscale 50
	width 4cm

\end_inset


\begin_inset Graphics
	filename schematics/ultra-sound.png
	width 3cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout

\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout

(a)Montage expérimental (b) Connexions
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Ultrasound"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Émetteur et récepteur piéeo 40
\begin_inset space ~
\end_inset

kHz
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter l'émetteur piézo entre OD1 et la masse [Ground]
\end_layout

\begin_layout Itemize
Le récepteur entre la borne 15 et la masse [Ground].
\end_layout

\begin_layout Itemize
Faire un clic droit et ouvrir
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{40 kHz Piezo TOF}
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Placer l'émetteur et le récepteur en face l'un de l'autre à 5
\begin_inset space ~
\end_inset

cm
\end_layout

\begin_layout Itemize
Mesurer le temps de vol
\end_layout

\begin_layout Itemize
Recommencer aussi à 6 et 7
\begin_inset space ~
\end_inset

cm
\end_layout

\begin_layout Itemize
Calculer la vitesse du son à partir des différences de distance et de temps
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard

\begin_inset Tabular
<lyxtabular version="3" rows="4" columns="2">
<features>
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout

Distance
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout

Temps
\begin_inset space ~
\end_inset

(µs)
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout

4
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout

223
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout

5
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout

253
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout

6
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout

282
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
</lyxtabular>

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Dans cette expérience, on utilise une paire de craistaux piézo-électriques
 40
\begin_inset space ~
\end_inset

kHz pour étudier la propagation du son dans l'air.
 On applique une impulsion de 5
\begin_inset space ~
\end_inset

V, large de 13
\begin_inset space ~
\end_inset

µs, à l'émetteur piézo afin qu'il entre en vibration mécanique et génère
 une salve sonore à 40
\begin_inset space ~
\end_inset

kHz.
 Le récepteur piézo placé à distance convertit ces ondes sonores à nouveau
 en signal électrique.
 Ceci est amplifié et l'intervalle de temps entre l'impulsion et l'arrivée
 des ondes au récepteur est mesuré.
\end_layout

\begin_layout Standard
Afin d'éliminer les erreurs systématiques comme le temps de réponse du l'émetteu
r, les délais d'amplification, etc., on utilise les différences en temps
 avec les changements de distance.

\begin_inset Formula $0,02/(0,000282-0,000223)=338\, m\cdot s^{-1}$
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Oscillations forcées d'un cristal piézo-électrique
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Étudier la comportement d'un disque piézo-électrique à plusieurs fréquences
 d'excitation.
 Il s'agit juste d'une exploration.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Itemize
Disque piézo
\end_layout

\begin_layout Itemize
Montage à microphone
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter le piézo entre SQR1 et la masse [Ground]
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter le microphone entre les bornes 15, 16 et 31
\end_layout

\begin_layout Itemize
Faire un clic droit et ouvrir
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{Interference of Sound}
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Placer l'émetteur et le récepteur face à face
\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler NS (nombre d'échantillons) à 800
\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer SQR1, le régler à 200
\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
buttonlabel{START}
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Ajuster la distance et cliquer sur
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
buttonlabel{FFT}
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Changer SQR1 à 500, désactiver et activer
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
buttonlabel{START}
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
La fréquence de résonance di cristal pizo est proche de 3600
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz, où il donne son amplitude maximale comme montré à la figure
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Piezo-Sound-output"

\end_inset

(a).
 Quand la fréquence d'excitation est 100 Hz, le piézo reçoit une impulsion
 toutes les 5
\begin_inset space ~
\end_inset

ms, comme montré à la figure
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Piezo-Sound-output"

\end_inset

(b), c'est à dire aux fronts montants et descendants du signal carré excitateur.
\end_layout

\begin_layout Standard

\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center

\begin_inset Graphics
	filename pics/piezo-3600hz.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\begin_inset Graphics
	filename pics/piezo-100hz.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout

\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout

Sortie sonore du piézo (a)
\begin_inset space ~
\end_inset

fréquence d'excitation de 3625
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz (b)
\begin_inset space ~
\end_inset

fréquence d'excitation de 100
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Piezo-Sound-output"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard

\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center

\begin_inset Graphics
	filename pics/piezo-fft-100hz.png
	lyxscale 70
	width 5cm

\end_inset


\begin_inset Graphics
	filename pics/piezo-fft-500hz.png
	lyxscale 70
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout

\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout

Spectre de puissance de Fourier du son du disque piézo.
 (a)
\begin_inset space ~
\end_inset

Excité à 100
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz (b)
\begin_inset space ~
\end_inset

Excité à 500
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Piezo-Fourier-spectrum"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Chapter
Électronique
\end_layout

\begin_layout Standard
Les éléments non-linéaires comme les diodes et les transistors sont étudiés
 en traçant leurs courbes caractéristiques et en réalisant des circuits
 simples pour montrer leur fonctionnement.
 Le photo-transistor est utilisé pour les mesures de transparence, la transmissi
on de signal optique et pour chronométrer des mouvements mécaniques.
 On explore la modulation d'amplitude et de fréquence.
\end_layout

\begin_layout Section
Redresseur demi-onde, jonction PN
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Apprendre le fonctionnement d'une jonction PN de diode.
 Créer un courant continu à partit d'un courant alternatif sinusoïdal.
 Filtrage pour réduire la composante alternative.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center

\begin_inset Graphics
	filename schematics/half-wave.png
	width 3cm

\end_inset


\lang french

\begin_inset Graphics
	filename pics/diode-halfwave.png
	lyxscale 50
	width 5.7cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Une diode utilisée comme redresseur demi-onde.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Diode-rectifier"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Une diode 1N4148, une résistance de 1
\begin_inset space ~
\end_inset

k
\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
des condensateurs de 1
\begin_inset space ~
\end_inset

µF et 100
\begin_inset space ~
\end_inset

µF.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter SINE à A0
\end_layout

\begin_layout Itemize
La diode entre A0 et A1
\end_layout

\begin_layout Itemize
La résistance entre A1 et la masse [Ground]
\end_layout

\begin_layout Itemize
Visualiser les signaux de A0 et A1
\end_layout

\begin_layout Itemize
Ajouter le condensateur entre A1 et la masse [Ground]
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/diode-halfwave-1uF.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\begin_inset Graphics
	filename pics/diode-halfwave-100uF.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Redresseur avec filtrage.
 (a)
\begin_inset space ~
\end_inset

1
\begin_inset space ~
\end_inset

µF (b)
\begin_inset space ~
\end_inset

100
\begin_inset space ~
\end_inset

µF.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Rectifier-with-Filter"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
L'alternance négative est retirée par la diode comme montré dans la figure
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Diode-rectifier"

\end_inset

.
 Notez aussi que la tension de l'alternance positive est réduite d'environ
 0,7
\begin_inset space ~
\end_inset

V, la tension de seuil d'une diode au silicium.
 Une résistance de charge est nécessaire au bon fonctionnement du montage,
 on pourrait choisir plus que 1 k
\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

 mais
\shape smallcaps
il ne faut pas utiliser
\shape default
 des valeurs trop faibles comme notre source de courant alternatif ne peut
 donner qu'un courant de 5
\begin_inset space ~
\end_inset

mA.
\end_layout

\begin_layout Standard
L'effet du condensateur est montré dans la figure
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Rectifier-with-Filter"

\end_inset

.
 On peut voir que le condensateur se charge et que pendant l'alternance
 manquante il maintient la tension.
 La composante alternative restante est appelée
\begin_inset Quotes fld
\end_inset

ondulation résiduelle
\begin_inset Quotes frd
\end_inset

 [ripple] dans le courant continu.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Peut-on utiliser une très grande capacité pour réduire l'ondulation résiduelle
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
Pendant quelle partie du cycle le courant passe-t-il à travers la diode
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
Qu'est-ce qui décide de la hauteur du pic
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
N'imaginez pas qu'on puisse réduire l'ondulation résiduelle en augmentant
 la capacité.
 Pendant la partie montante de l'alternance positive, la réactance capacitive
 décide du courant dans la diode, mais en pratique dans les circuits il
 ne doit pas dépasser les limitations de la diode.
\end_layout

\begin_layout Standard
En pratique on utilise des redresseurs double alternance ou des redresseurs
 en pont.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Signuax sinusoïdaux en opposition de phase (déphasés de 180°)
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Montrer le fonctionnement d'un redresseur double alternance à l'aide de
 deux diodes, qui utilisent deux signaux alternatifs déphasés de 180°.
 On le réalise en inversant la sortie de SINE à l'aide d'un amplificateur
 inverseur.
 Le gain est rendu quasi-unitaire en mettant une résistance de
\begin_inset Formula $10k\,\Omega$
\end_inset

 en série avec son entrée.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Standard

\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center

\begin_inset Graphics
	filename schematics/sine-180deg.png
	width 3cm

\end_inset


\begin_inset Graphics
	filename pics/sine-two-180deg.png
	lyxscale 50
	width 4cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout

\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout

Un amplificateur inverseur pour faire un signal sinusoïdal déphasé de 180°.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Inverting-Amplifier-making"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
résistance de
\begin_inset Formula $10\, k\Omega$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Réaliser les connexions comme dans la figure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Visualiser les signaux sur A0 et A1
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Le résultat est montré dans la figure
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Inverting-Amplifier-making"

\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Les amplitudes ne sont pas exactement égales.
 Le gain est donné par
\begin_inset Formula $G=\frac{10000}{10000+100}$
\end_inset

.

\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Les diodes, redresseur double alternance
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Réaliser un redresseur double alternance à partir de deux signaux de phases
 décalées de 180° l'une par rapport à l'autre.

\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center

\begin_inset Graphics
	filename schematics/full-wave.png
	width 4cm

\end_inset


\lang french

\begin_inset Graphics
	filename pics/diode-fullwave.png
	lyxscale 50
	width 5.7cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Redressement double alternance réalisé à l'aide de deux diodes.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Diode-fullwave-rectifier"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Deux diodes 1N4148
\end_layout

\begin_layout Itemize
Résistances de 1
\begin_inset space ~
\end_inset

k
\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

 et 10
\begin_inset space ~
\end_inset

k
\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Condensateurs de 1
\begin_inset space ~
\end_inset

µF et 100
\begin_inset space ~
\end_inset

µF.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter SINE à A0
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter SINE à la borne 17 à travers une résistance de 10
\begin_inset space ~
\end_inset

k
\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Une diode de A0 à A1
\end_layout

\begin_layout Itemize
Une autre diode de la borne 18 à A1
\end_layout

\begin_layout Itemize
Résistance entre A1 et la masse [Ground]
\end_layout

\begin_layout Itemize
Visualiser les signaux de A0 et A1
\end_layout

\begin_layout Itemize
Ajouter un condensateur entre A1 et la masse [Ground]
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Le résultat est montré dans la figure
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Diode-fullwave-rectifier"

\end_inset

.
 On laisse comme exercice pour l'utilisateur l'ajout de condensateurs pour
 réduire l'oscillation résiduelle.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Pourquoi le redresseur double alternance est-il supérieur au redresseur
 simple alternance
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Caractéristique courant-tension [I-V] d'une diode
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Tracer la caractéristique courant-tension [I-V] d'une diode.
 Examiner l'équation d'une diode.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Théorie
\end_layout

\begin_layout Standard
La caractéristique courant-tension [I-V] d'une jonction PN idéale est donnée
 par l'équation
\begin_inset space ~
\end_inset

:
\begin_inset Formula \[
I=I_{0}\left(e^{\frac{qU}{kT}}-1\right)\]

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
\begin_inset Formula $I_{0}$
\end_inset

 , courant de saturation inverse
\end_layout

\begin_layout Itemize
q , charge de l'électron
\end_layout

\begin_layout Itemize
k, constante de Boltzman
\end_layout

\begin_layout Itemize
T, température absolue
\end_layout

\begin_layout Standard
Pour les diodes ordinaires (non-idéales), la formule utilisée est
\begin_inset space ~
\end_inset

:
\begin_inset Formula \[
I=I_{0}\left(e^{\frac{qU}{nkT}}-1\right)\]

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
où
\begin_inset Formula $n=1$
\end_inset

 pour une diode idéale.
 Pour des diodes réelles il varie entre 1 et 2.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center

\begin_inset Graphics
	filename schematics/diode-iv.png
	width 3cm

\end_inset


\lang french

\begin_inset Graphics
	filename pics/diode_4148.png
	lyxscale 40
	width 3.7cm

\end_inset


\begin_inset Graphics
	filename pics/diode_zener_iv.png
	lyxscale 40
	width 3.7cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Caractéristiques courant-tension [I-V] pour une diode 1N4148 et pour une
 diode Zéner 3,3
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Diode-IV-characteristic"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Une diodes 1N4148 et une diode Zéner 3,3
\begin_inset space ~
\end_inset

V (pour voir la courbe de polarisation inverse).
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter la diode 1N4148 entre I-V et la masse [Ground].
 (côté N vers la masse)
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter I-V à A0 par un fil électrique.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Faire un clic droit sur le tableau de bord et sélectionner
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{Diode IV}
\end_layout

\end_inset

 dans le menu contextuel.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer sur
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
buttonlabel{START}
\end_layout

\end_inset

 pour tracer la courbe caractéristique.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer sur
\begin_inset Quotes fld
\end_inset

FIT
\begin_inset Quotes frd
\end_inset

 pour calculer le facteur d'idéalité de la diode.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Remplacer la diode 1N4148 par la diode Zéner.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Activer la case à cocher ZENER et cliquer sur
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
buttonlabel{START}
\end_layout

\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Les courbes obtenues sont montrées dans la figure
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Diode-IV-characteristic"

\end_inset

.
 La valeur de n pour la diode 1N4148 est 1,93 et pour la Zéner elle est
 1,5.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Nous avons calculé la valeur de
\begin_inset Formula $n$
\end_inset

 en modélisant les données expérimentales par l'équation.
 Le facteur d'idéalité de la diode Zéner est calculé en ne prenant en compte
 que la partie des données en polarisation directe.
\end_layout

\begin_layout Standard
Recommencer l'expérience en chauffant la diode à différentes températures.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Diodes émettrices de lumière, DEL [LED]
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Tracer les courbes courant-tension [I-V] de DELs [LEDs] de différentes longueurs
 d'ondes.
 Trouver une relation avec la constante de Planck.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Théorie
\end_layout

\begin_layout Standard
L'énergie d'un photon est donnée par
\begin_inset Formula $E=h\nu=hc/\lambda$
\end_inset

 .
 Cette énergie est égale à l'énergie d'une électron qui surmonte la barrière
 de potentiel à la jonction et est donnée par
\begin_inset Formula $E=eU_{0}$
\end_inset

.
 Donc la constante de Planck vaut
\begin_inset Formula $h=eU_{0}\lambda/c$
\end_inset

 , où
\begin_inset Formula $\lambda$
\end_inset

 la longueur d'onde de la lumière émise par la DEL [LED],
\begin_inset Formula $e$
\end_inset

 la charge de l'électron et
\begin_inset Formula $c$
\end_inset

 la vitesse de la lumière.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center

\begin_inset Graphics
	filename schematics/diode-iv.png
	width 3cm

\end_inset


\lang french

\begin_inset Graphics
	filename pics/diode-LED-iv.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Caractéristiques courant-tension [I-V] de DELs bleue et verte
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:LED IV-char"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
DELs rouge, verte, bleue et jaune.
 Chacune avec un enrobage transparent, c'est à dire non coloré.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Faire un clic droit dans le tableau de bord, ouvrir
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{LED IV}
\end_layout

\end_inset

 depuis le menu contextuel.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter les diodes entre I-V et la masse [Ground], une par une, et tracer
 le graphique.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Les caractéristiques observées sont montrées dans la figure
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:LED IV-char"

\end_inset

.
 La partie linéaire de la courbe est modélisée pour déterminer le point
 où elle rejoint l'axe-x, ce qui se produit à 1,788
\begin_inset space ~
\end_inset

V pour le DEL rouge
\begin_inset Formula $(\lambda=660\, nm)$
\end_inset

, ce qui donne
\begin_inset Formula \[
h=\frac{1,6\cdot10^{-19}\times1,788\times660\cdot10^{-9}}{3\cdot10^{8}}=6,29\cdot10^{-34}\, J\cdot s\]

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard

\shape italic
Note
\begin_inset space ~
\end_inset

: il faut faire ça plus précisément.
 Comparer le quotient des tensions avec celui des longueurs d'ondes pour
 estimer la précision des mesures.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Caractéristique d'un transistor en émetteur commun
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "sec:Transistor-CE-Characteristic"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Tracer la courbe caractéristique en émetteur commun [CE] d'un transistor.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Itemize
un transistor 2N2222, une résistance de 200
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $k\Omega$
\end_inset

 , des fils électriques
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Souder deux petits fils électriques au collecteur.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Souder la résistance à la base.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter la base à UPV (sortie 0 à 5
\begin_inset space ~
\end_inset

V)
\end_layout

\begin_layout Itemize
Collecteur à I-V, et à A0 pour le suivi de la tension.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Émetteur à la masse [Ground].
\end_layout

\begin_layout Itemize
Faire un clic droit dans le tableau de bord et ouvrir
\shape italic
\emph on

\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{Transistor CE}
\end_layout

\end_inset


\shape default
\emph default
 depuis le menu contextuel
\end_layout

\begin_layout Itemize
Entrer la tension de polarisation de la base puis cliquez sur
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
buttonlabel{START}
\end_layout

\end_inset

.
 Recommencez pour plusieurs valeurs de Vb.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center

\begin_inset Graphics
	filename schematics/tran-ce.png
	width 3cm

\end_inset


\lang french

\begin_inset Graphics
	filename pics/tran_ce.png
	lyxscale 50
	width 5.2cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Caractéristiques du transistor en émetteur commun
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Transistor-common-emitter"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
Les courbes caractéristiques pour différents courants de base sont montrées
 à la figure
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Transistor-common-emitter"

\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
On connecte le collecteur à I-V , qui est relié en interne à BPV.
 Le courant de base est fixé en réglant la tension à une extrémité de la
 résistance de 200
\begin_inset space ~
\end_inset

k
\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

, l'autre extrémité étant reliée à la base du transistor.
 La valeur du courant de base est calculable par
\begin_inset space ~
\end_inset

:
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Formula \[
I_{b}=\frac{U_{polarisation}-0.6}{200\times10^{3}}\times10^{6}\mu A\]

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Amplificateur à transistor (Émetteur commun)
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Démontrer le fonctionnement d'un amplificateur à transistor en configuration
 émetteur commun.
 Le point de fonctionnement est fixé en changeant la tension de polarisation,
 à l'aide de UPV.
 Un signal alternatif est généré à l'aide du haut-parleur utilisé comme
 microphone et ce signal d'entrée est amené à la base à travers un condensateur
 pour séparer la composante continue.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center

\begin_inset Graphics
	filename schematics/tran-amp.png
	width 4cm

\end_inset


\lang french

\begin_inset Graphics
	filename pics/tran_amp2V.png
	lyxscale 50
	width 3.4cm

\end_inset


\begin_inset Graphics
	filename pics/tran_amp4V.png
	lyxscale 50
	width 3.4cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Amplificateur à transistor à différents points de fonctionnement.
 (a)
\begin_inset space ~
\end_inset

Le montage (b)
\begin_inset space ~
\end_inset

Polarisation
\begin_inset space ~
\end_inset

=
\begin_inset space ~
\end_inset

2
\begin_inset space ~
\end_inset

V (c)
\begin_inset space ~
\end_inset

Polarisation
\begin_inset space ~
\end_inset

=
\begin_inset space ~
\end_inset

4
\begin_inset space ~
\end_inset

V
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Transistor-amplifier-at"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Support de transistor avec une résistance de 200
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $k\Omega$
\end_inset

  et un condensateur de 0,1
\begin_inset space ~
\end_inset

µF à la base.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Petit haut-parleur, à utiliser comme microphone
\end_layout

\begin_layout Itemize
Disque piézo, pour générer un son.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Collecteur du transistor à I-V et A0
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter la base du transistor à UPV
\end_layout

\begin_layout Itemize
Disque Piézo à SQR1 et régler SQR1 à 3000
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz
\end_layout

\begin_layout Itemize
Petit haut-parleur à la base à travers le condensateur de 0,1
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $\mu F$
\end_inset

 , l'autre connexion à la masse [Ground].
\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler la tension de polarisation en UPV.
 Essayer des valeurs entre 1
\begin_inset space ~
\end_inset

V et 5
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Les tensions de collecteur pour différents courants de base sont montrées
 à la figure
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Transistor-amplifier-at"

\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Souvenez-vous que le gain en tension n'est pas la même chose que le
\begin_inset Formula $\beta$
\end_inset

 du transistor, mais qu'il dépend de la résistance dans le circuit de collecteur.
 Dans notre montage le collecteur est connecté à 5
\begin_inset space ~
\end_inset

V à travers une résistance de 1
\begin_inset space ~
\end_inset

k
\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Standard
Pourquoi a-t-on besoin d'entrer le signal à travers un condensateur
\begin_inset space ~
\end_inset

? Essayez de court-circuiter le condensateur avec un morceau de fil électrique,
 tout en observant la trace.
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Photo-transistor
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Comprendre le photo-transistor.
 Tracer la caractéristique en mode émetteur commun [CE].
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center

\begin_inset Graphics
	filename schematics/phtran-ce.png
	width 4cm

\end_inset


\lang french

\begin_inset Graphics
	filename pics/photo-tran_ce.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Caractéristique du photo-transistor en configuration émetteur commun.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:CE-char phototran"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Photo-transistor (sans le fil de base) et des fils électriques
\end_layout

\begin_layout Itemize
DEL blanche
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Émetteur du transistor à la masse [Ground] et collecteur branché à I-V et
 A0.
\end_layout

\begin_layout Itemize
DEL entre SQR2 et la masse [Ground].
\end_layout

\begin_layout Itemize
Faire un clic droit sur le tableau de bord et ouvrir
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{Photo-Transistor CE}
\end_layout

\end_inset

 depuis le menu contextuel
\end_layout

\begin_layout Itemize
Placer une source de lumière à 5
\begin_inset space ~
\end_inset

cm du transistor
\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer sur
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
buttonlabel{START}
\end_layout

\end_inset

, pour tracer la caractéristique en mode émetteur commun
\end_layout

\begin_layout Itemize
Recommencer en changeant la distance entre la source de lumière et le transistor
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Les courbes caractéristiques pour différentes intensités de lumière sont
 montrées sur la figure.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Le courant de base est régi par l'intensité de la lumière.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Transmission de signal opto-électrique
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Montrer la transmission de signaux à travers un média optique.
 Des signaux électriques sont convertis en lumière puis convertis à nouveau
 en signaux électriques au niveau du récepteur.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center

\begin_inset Graphics
	filename schematics/opto-tran.png
	width 4cm

\end_inset


\lang french

\begin_inset Graphics
	filename pics/phototran_sqr_received.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Les signal au collecteur du photo-transistor
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Phototransistor output"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
DEL et photo-transistor
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter la DEL entre SQR2 et la masse [Ground].
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter la résistance de 22
\begin_inset space ~
\end_inset

k
\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

  de SQR2
\end_layout

\begin_layout Itemize
Émetteur du photo-transistor à la masse [Ground] et collecteur à SEN (borne
\begin_inset space ~
\end_inset

23)
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter SEN à A0
\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler SQR2 à 100
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz
\end_layout

\begin_layout Itemize
Placer la DEL en face du photo-transistor et ajuster le signal.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Activer l'option
\begin_inset Quotes fld
\end_inset

FIT
\begin_inset Quotes frd
\end_inset

 pour calculer la fréquence en modélisant les données.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Faites une mesure de fréquence plus précise en cliquant sur '
\emph on
Measure Freq
\emph default
'
\end_layout

\begin_layout Itemize
Recommencer l'expérience en changeant la fréquence.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Utiliser la câble en fibre optique pour guider la lumière de la DEL au transisto
r.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Le signal de sortie du photo-transistor pour un signal de la DEL à 500
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz est montré à la figure
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Phototransistor output"

\end_inset

.
 La fréquence calculée par modélisation de la courbe est très proche de
 500
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz.
 La mesure de fréquence réalisée en interne donne la valeur correcte.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Le signal électrique est converti en lumière par la DEL.
 La lumière est transmise au photo-transistor et est convertie à nouveau
 en signal électrique.
 On peut voir que la forme du signal est légèrement arrondie, mais que l'informa
tion de fréquence est préservée.
 Ceci démontre l'avantage de la transmission numérique sur la transmission
 analogique.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Modulation d'amplitude et de fréquence
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Étudier la modulation d'un signal en amplitude et en fréquence.
 Analyser le signal modulé en amplitude mathématiquement pour voir les bandes
 latérales.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/AM-photo.jpg
	lyxscale 30
	width 6cm

\end_inset


\begin_inset Graphics
	filename pics/AMcarr-and-sig400x20.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Modulation d'amplitude.(a)
\begin_inset space ~
\end_inset

Montage expérimental (b)
\begin_inset space ~
\end_inset

Signal modulant présenté en même temps que la sortie modulée.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Amplitude-modulation"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
Le boîtier analogique Phoenix
\begin_inset space ~
\end_inset

: il a un générateur sinusoïdal (à 100
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz environ) dont l'amplitude peut être contrôlée à l'aide d'une tension
 continue.
 Il a aussi un générateur sinusoïdal à 4
\begin_inset space ~
\end_inset

kHz disposant de contrôles d'amplitude et de fréquence.
 Nous utilisons la sortie UPV de expEYES pour contrôler l'amplitude du générateu
r de 100
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz.
 Sa sortie est suivie par A0 et aussi reliée à l'entrée d'amplitude de modulatio
n du deuxième oscillateur.
 L'amplitude du deuxième oscillateur est reliée à A1.
\end_layout

\begin_layout Standard
On peut capturer ces signaux, séparément ou ensemble.
 Le nombre d'échantillons et l'intervalle entre les échantillons peuvent
 être spécifiés par l'utilisateur.
 La profondeur de modulation est régie par l'amplitude du signal de modulation.
\end_layout

\begin_layout Standard
Le boîtier analogique permet aussi de régler la fréquence du signal de modulatio
n entre 100 et 300
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz, mais on n'utilise pas cette fonction ici.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter les masses du boîtier analogique et d'expEYES
\end_layout

\begin_layout Itemize
UPV relié à AC de l'oscillateur 100
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz
\end_layout

\begin_layout Itemize
Sortie 100
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz reliée à A0 et à l'entrée de modulation d'amplitude AM
\end_layout

\begin_layout Itemize
Sortie modulée reliée à A1
\end_layout

\begin_layout Itemize
Sélectionner A0 et A1
\end_layout

\begin_layout Itemize
Capture 400 échantillons avec un intervalle de 20
\begin_inset space ~
\end_inset

ms.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Sélectionner A1 seulement
\end_layout

\begin_layout Itemize
Capturer 1800 échantillons avec un intervalle de 40
\begin_inset space ~
\end_inset

µs
\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer sur
\emph on
Power Spectrum
\emph default
 pour faire une transformation de Fourier
\end_layout

\begin_layout Itemize
Pour faire une modulation de fréquence [FM], connecter la sortie 100
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz à l'entrée FM de l'autre générateur.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Une porteuse avec une fréquence proche de 4
\begin_inset space ~
\end_inset

kHz est modulée par un signal sinusoïdal d'environ 100
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz.
 Une petite portion du signal de sortie (400 points avec un intervalle de
 20
\begin_inset space ~
\end_inset

µs) représenté ensemble avec le signal modulant est montré à la figure
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Amplitude-modulation"

\end_inset

(b).
 Le spectre de puissance est calculé par transformation de Fourier.
 Pour obtenir de meilleurs résultats un échantillon plus long (1800 échantillons
 avec un intervalle de 40
\begin_inset space ~
\end_inset

µs) est étudié.
 La modulation de fréquence est faite aussi, juste en changeant la connexion
 du signal de AM vers l'entrée FM.
 La sortie FM est montrée à la figure
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Amplitude-FT"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/AMfft-1800x40.png
	lyxscale 15
	width 5.4cm

\end_inset


\begin_inset Graphics
	filename pics/FMcarr-and-sig500x10-2V.png
	lyxscale 50
	width 5.5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
(1)
\begin_inset space ~
\end_inset

Spectre de puissance de la sortie AM.
 Générée avec 1800 mesures et un intervalle de temps de 40
\begin_inset space ~
\end_inset

µs entre elles.
 (2)
\begin_inset space ~
\end_inset

La sortie FM.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Amplitude-FT"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Les deux bandes latérales sont clairement obtenues de part et d'autre du
 pic de la porteuse, séparées par la fréquence de modulation.
\end_layout

\begin_layout Standard
La sortie AM ressemble aux battements sonores que nous avons obtenus à la
 section
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "sec:Interference-of-sound"

\end_inset

, mais si on prend le spectre de battements donne deux pics correspondant
 aux fréquences individuelles.
 Quelles sont leurs différences malgré les apparences semblables
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Chapter
Mécanique, optique et thermophysique
\end_layout

\begin_layout Standard
On étudie un phénomène de résonance à l'aide d'un pendule excité.
 La valeur de l'accélération due à la gravité est mesurée à l'aide d'une
 méthode par temps de vol et aussi à l'aide d'un pendule.
\end_layout

\begin_layout Section
Résonance d'un pendule entretenu
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objective
\end_layout

\begin_layout Standard
Démontrer la résonance d'un pendule entretenu
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Itemize
Un solénoïde et un pendule réalisé à l'aide d'aimants en boutons, identique
 à celui de la section
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "sec:Magnetic-Effect-of"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Potentiomètre de 22
\begin_inset space ~
\end_inset

k
\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter le solénoïde entre SQR2 et la masse [Ground].
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter la résistance variable de 22
\begin_inset space ~
\end_inset

k
\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

 en tant que résistance variable pour SQR2.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Suspendre le pendule près du solénoïde solénoïde comme montré à la figure
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Solenoid Magnetic-field"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler SQR2 à 10
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz, et ajuster la résistance pour réduire la fréquence jusqu'à ce que l'amplitud
e du pendule augmente.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Quand SQR2 arrive à la fréquence de résonance du pendule, l'amplitude augmente
 à cause du phénomène de résonance.
 Un pendule long de 5,2
\begin_inset space ~
\end_inset

cm (du centre de l'aimant à l'axe de l'oscillation) a résonné à environ
 2,3 Hz, en concordance presque parfaite avec sa fréquence naturelle calculée.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
La fréquence de résonance du pendule peut être calculée en l'assimilant
 à un pendule simple et à l'aide de la formule
\begin_inset space ~
\end_inset

:
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Formula \[
f=\frac{1}{T}\,\,\,\,\, où\,\,\,\,\, T=2\pi\sqrt{\frac{\ell}{g}}\]

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
où
\begin_inset Formula $\ell$
\end_inset

 est la distance du centre de l'aimant au point de suspension et
\begin_inset Formula $g$
\end_inset

 est l'accélération due à la gravité.
\end_layout

\begin_layout Standard
Recommencer l'expérience en changeant la longueur du pendule.
\begin_inset Foot
status collapsed

\begin_layout Plain Layout
SQR2 ne peux pas aller en deçà de 0,7
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Valeur de 'g', pendule pesant
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Mesurer la période des oscillations d'un pendule pesant en utilisant une
 barrière photo-électrique et calculer l'accélération due à la gravité.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Théorie
\end_layout

\begin_layout Standard
La période des oscillations d'un pendule pesant fait d'une barre de section
 constante suspendu à une extrémité est donné par
\begin_inset space ~
\end_inset

:
\begin_inset Formula \[
T=2\pi\sqrt{\frac{2\ell}{3g}}\]

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/rodpend-photo.jpg
	lyxscale 30
	width 3.2cm

\end_inset


\begin_inset Graphics
	filename pics/rodpend-screen.png
	lyxscale 40
	width 3.7cm

\end_inset


\begin_inset Graphics
	filename pics/rodpend-ghist.png
	width 4cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Mesure de la période d'un pendule pesant à l'aide du barrière photo-électrique,
 pour calculer la valeur de 'g'.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Rod Pendulum"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Barrière photo-électrique réalisée avec une DEL et un photo-transistor
\end_layout

\begin_layout Itemize
Pendule pesant
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter la DEL entre SQR2 et la masse [Ground]
\end_layout

\begin_layout Itemize
Collecteur du photo-transistor en SEN et émetteur à la masse [Ground]
\end_layout

\begin_layout Itemize
Faire un clic droit sur le tableau de bord et démarrer
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{Rod Pendulum}
\end_layout

\end_inset

 depuis le menu contextuel
\end_layout

\begin_layout Itemize
Mesurée et entrer la longueur du pendule
\end_layout

\begin_layout Itemize
Mettre le pendule à osciller et cliquer sur
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
buttonlabel{START}
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
On peut faire un histogramme à l'aide de XmGrace.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
La période (en milliseconde pour s'ajuster à l'intervalle vertical avec
 des valeurs de 'g') et la valeur calculée de 'g' sont représentées sur
 la courbe, comme montré à la figure
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Rod Pendulum"

\end_inset

.
 On voit aussi un histogramme des 20 dernières mesures.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
La valeur calculée de 'g' est proche de 9,725
\begin_inset Formula $m\cdot s^{-2}$
\end_inset

 (9, avec une erreur systématique d'environ 8,5).
 L'erreur aléatoire est de moins de 0,1%.
 La raison de l'erreur systématique peut être due aux raisons suivantes
\begin_inset space ~
\end_inset

: La longueur est mesurée du bord du couteau jusqu'en bas, et utilisée dans
 la formule.
 Mais il y a une petite masse au-dessus du bord du couteau qui n'est pas
 incluse dans le calcul.
 Une autre raison est que le pendule n'est pas exactement vertical dans
 la position de repos.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Oscillations d'un pendule
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Étudier la nature des oscillations d'un pendule.
 Un encodeur angulaire est nécessaire pour mesure le déplacement angulaire
 en fonction du temps.
 Nous allons essayer de mesurer la vitesse angulaire en fonction du temps,
 puisque ça peut se faire à l'aide d'un moteur à courant continu bon marché.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/pendulum-photo.jpg
	lyxscale 40
	width 5.5cm

\end_inset


\begin_inset Graphics
	filename pics/pendulum-osc.png
	lyxscale 50
	width 5.5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Nature des oscillations d'un pendule
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Un petit moteur à courant continu avec un pendule fixé à son axe.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Attacher quelque sorte de pendule rigide à l'axe su moteur.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter les fils électriques du moteur entre la borne 17 et la masse [Ground]
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter la borne 18 à A0
\end_layout

\begin_layout Itemize
Faire un clic droit sur le tableau de bord et démarrer
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{Pendulum Waveform}
\end_layout

\end_inset

 depuis le menu contextuel
\end_layout

\begin_layout Itemize
Faire osciller la pendule et cliquez sur
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
buttonlabel{START}
\end_layout

\end_inset

 pour numériser
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Le signal observé est montré dans la figure.
 La modélisation des données avec l'équation
\begin_inset Formula $A=A_{0}sin\left(\omega t+\theta\right)*\exp\left(-dt\right)+C$
\end_inset

, à l'aide de XmGrace a donné une fréquence angulaire de 10
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Le pendule devrait être fait avec une masselotte lourde et une tige légère
 la reliant à l'axe du moteur.
 J'étais pressé de terminer ce texte et j'ai juste utilisé un tournevis
 et un aimant pour l'attacher à l'axe du moteur.
 Le moteur à courant continu se comporte comme un générateur dans ce cas.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Valeur de 'g' par temps de vol
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Mesurer le temps de vol d'un objet tombant sous gravité d'une hauteur connue
 et calculer la valeur de l'accélération due à la gravité.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/gravity-tof-photo.jpg
	lyxscale 40
	width 6cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Gravité par mesure de temps de vol.
 La bille de fer est tenue par l'électro-aimant.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Gravity-by-TOF"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Électro-aimant (bobine de 1000
\begin_inset space ~
\end_inset

tours avec un noyau de fer)
\end_layout

\begin_layout Itemize
Haut-parleur 150
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Fixer l'électro-aimant sur un support
\end_layout

\begin_layout Itemize
Le connecter à OD0 et à la masse [Ground]
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter le haut-parleur entre les bornes 15 et 16
\end_layout

\begin_layout Itemize
Faire un clic droit sur le tableau de bord et démarrer
\shape italic
Gravity TOF
\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer sur
\emph on
Attach the Ball
\end_layout

\begin_layout Itemize
Entrer la hauteur du bas de la bille jusqu'au sol
\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer sur
\emph on
Measure TOF
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Tabular
<lyxtabular version="3" rows="3" columns="3">
<features>
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
Hauteur (m)
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
Durée
\begin_inset Formula $t$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $g=\frac{2h}{t^{2}}\,(m\cdot s^{-2})$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
0,35
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
0,269
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
9,674
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
0,25
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
0,228
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
9,61.8
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
</lyxtabular>

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Les valeurs calculées sont moins que la valeur réelle.
 Pourquoi
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
Nous mesurons la durée entre la transition 5->0
\begin_inset space ~
\end_inset

V à OD0 et l'apparition de quelques millivolts à la sortie du haut-parleur.
 L'effet magnétique ne disparaît pas instantanément et les délais du circuit
 doivent aussi être pris en compte.
\end_layout

\begin_layout Standard
Si on applique une correction de 2
\begin_inset space ~
\end_inset

ms à la première lecture, le résultat est
\begin_inset Formula $0,70/0,267^{2}=9,819$
\end_inset

.
 Cela montre la précision nécessaire requise pour les mesures de temps de
 vol.
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Mesure de température, PT100
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objective
\end_layout

\begin_layout Standard
Enregistrer la température d'un liquide à l'aide d'un thermomètre à résistance
 de platine
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Théorie
\end_layout

\begin_layout Standard
La résistance d'un élément PT100 est reliée à la température par l'équation
\begin_inset space ~
\end_inset

:
\begin_inset Formula \[
R_{T}=R_{0}\left[1+AT+BT^{2}\right]\]

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
où
\begin_inset Formula $A=3,9083\cdot10^{-3}$
\end_inset

 et
\begin_inset Formula $B=-5,775\cdot10^{-7}$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/cooling-water-photo.jpg
	lyxscale 50
	width 5.5cm

\end_inset



\begin_inset Graphics
	filename schematics/pt100.png
	width 3cm

\end_inset


\lang french

\begin_inset Graphics
	filename pics/cooling-water-pt100.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Courbe du refroidissement de l'eau mesurée à l'aide d'un capteur PT1OO.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Cooling-curve-water"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Un capteur PT100
\end_layout

\begin_layout Itemize
Une résistance de 330
\begin_inset space ~
\end_inset

Ohm
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter le capteur PT100 entre CS et la masse [Ground]
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter CS à la borne 21 (entrée de l'amplificateur non-inverseur)
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter la borne 22 (sortie de l'amplificateur) à A2
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter la résistance de contrôle du gain entre les bornes 19 et 20
\end_layout

\begin_layout Itemize
Faire un clic droit sur le tableau de bord et démarrer
\emph on
PT100
\end_layout

\begin_layout Itemize
Entrer la valeur de la résistance
\end_layout

\begin_layout Itemize
Sélectionner la durée totale et l'intervalle de temps entre les mesures
\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquez sur
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
buttonlabel{START}
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
Une calibration est nécessaire pour une meilleur précision.
 Placez le capteur sur de la glace fondante et cliquer sur
\shape italic
\emph on

\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{Freezing Point}
\end_layout

\end_inset


\shape default
\emph default
.
 Plongez le capteur dans de l'eau bouillante et cliquer sur
\shape italic
\emph on

\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{Boiling Point}
\end_layout

\end_inset


\shape default
\emph default
.
 Après ce clic, cliquer sur
\shape italic

\emph on

\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{Calibrate}
\end_layout

\end_inset


\shape default
\emph default
.
 Une fois que la calibration est faite la température est déterminée en
 utilisant les constantes de calibration.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
La courbe de refroidissement d'un échantillon d'eau est montrée à la figure
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Cooling-curve-water"

\end_inset

 .
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Un capteurPT100 est un élément en platine ayant une résistance de 100
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

 à 0° C.
 La résistance varie avec la température et des tables sont disponibles
 pour corréler la résistance et la température.
 Notre programme fixe un courant de 1
\begin_inset space ~
\end_inset

mA à travers le capteur PT100 et mesure la chute de tension à ses bornes.
 La tension est amplifiée pour augmenter la résolution.
\end_layout

\begin_layout Standard
Le programme lit la tension de sortie de l'amplificateur.
 La tension aux bornes de l'élément PT100 est calculé en divisant cette
 tension par le gain de l'amplificateur (
\begin_inset Formula $G=1+\frac{10000}{Rg}$
\end_inset

).
 Comme le courant est connu la résistance et donc la température peuvent
 être calculées.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Contrôleur de température
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Implémenter une contrôleur de température à l'aide d'un capteur LM35.
 Un transistor est utilisé en chauffage piloté.
 On maintient le LM35 pressé contre le corps du transistor avec un peu de
 pâte conductrice de chaleur.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Standard

\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center

\begin_inset Graphics
	filename schematics/temp-control.png
	width 5cm

\end_inset


\begin_inset Graphics
	filename pics/temp-con.png
	lyxscale 40
	width 4cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout

\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout

Mesure de température à l'aide d'un LM35.
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
capteur LM35
\end_layout

\begin_layout Itemize
Transistor 2N2222
\end_layout

\begin_layout Itemize
Résistances de
\begin_inset Formula $10\, k\Omega$
\end_inset

 et
\begin_inset Formula $2,4\, k\Omega$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter le LM35 et le transistor comme montré sur la figure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Coupler les corps du LM35 et du 2N2222 en utilisant la pâte conductrice
 thermique.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Utiliser une alimentation continue 12
\begin_inset space ~
\end_inset

V externe.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer droit et démarrer
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{Temp Controller}
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler la consigne de température et la tension de la base (UPV)
\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer sur
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
buttonlabel{
\lang french
START
}
\end_layout

\end_inset

 .
 L'échelle verticale ira de 0 jusqu'à la température de consigne plus 10°.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
La température est tracée en fonction du temps.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
La température est maintenue à
\begin_inset Formula $\pm0.5\text{°}$
\end_inset

de la consigne.
 Le LM35 n'a que cette résolution-la.
 La variation temporelle dépend de la conductivité thermique des corps du
 LM35 et du 2N2222 et du courant de collecteur.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Stroboscope
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Un objet effectuant un mouvement périodique va apparaître stationnaire si
 on l'illumine avec des impulsions lumineuses de la même fréquence.
 La raison simple est que l'objet est illuminé à chaque fois qu'il arrive
 au même point.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/stroboscope-photo.jpg
	lyxscale 30
	width 6cm

\end_inset



\begin_inset Graphics
	filename schematics/strobo.png
	width 4.5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Stroboscope utilisant une DEL comme flash.
 Le courant alternatif récupéré par la bobine à cause de l'aimant tournant
 est utilisé pour vérifier la vitesse de rotation.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Stroboscope"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
DEL
\end_layout

\begin_layout Itemize
Moteur à courant continu
\end_layout

\begin_layout Itemize
Bobinage 3000
\begin_inset space ~
\end_inset

tours
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter le moteur à PULSE et à la masse [Ground]
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter la DEL entre SQR2 et la masse [Ground]
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter la résistance de 22
\begin_inset space ~
\end_inset

k
\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

 pour SQR2
\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler Pulse à 20 %
\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler SQR2 à 20
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz
\end_layout

\begin_layout Itemize
Ajuster la résistance jusqu'à ce que l'axe du moteur apparaisse à peu près
 stationnaire
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Pendant qu'on ajuste SQR2, Le mouvement du disque sur l'axe du moteur semble
 ralentir puis à moment donné change de sens apparent de rotation.
 Prendre note de la fréquence au moment du renversement de sens.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Comment ajuste-t-on le compteur de tours 5RPM) d'un moteur de voiture
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
Quand on l'examine avec une lumière pulsée à une fréquence de 11
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz, un moteur tournant dans le sens des aiguilles à 10
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz semblera tourner dans le sens anti-horaire à un tout par seconde.
 Pendant l'arrêt et le démarrage, les ventilateurs semblent quelquefois
 tourner à l'envers, dans la lumière des tubes fluorescents.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Vitesse de rotation d'un moteur
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
En apprendre plus sur comment réaliser des capteurs pour détecter des mouvements
 mécaniques.
 Utiliser un photo-transistor pour trouver la vitesse de rotation d'un moteur.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/motor-rpm-photo.jpg
	lyxscale 40
	width 6cm

\end_inset



\begin_inset Graphics
	filename schematics/motor-rps.png
	width 4cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Mesure de la vitesse de rotation d'un moteur à l'aide d'une barrière photo-élect
rique
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Photo-transistor
\end_layout

\begin_layout Itemize
DEL
\end_layout

\begin_layout Itemize
Petit moteur à courant continu.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Fixer une languette de papier au moteur
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter le moteur à PULSE et à la masse [Ground].
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter la DEL entre SQR2 et la masse [Ground]
\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler SQR2 à zéro
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter le collecteur du photo-transistor à SEN
\end_layout

\begin_layout Itemize
émetteur à la masse [Ground]
\end_layout

\begin_layout Itemize
Placer la DEL et le photo-transistor de telle façon que la languettes passe
 entre eux
\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler PULSE à différents rapports cycliques pour faire tourner le moteur
 à différentes vitesses.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Les tours par seconde observés pour différentes valeurs du rapport cyclique
 sont données ci-dessous.
 Hormis la première valeur, la vitesse est proportionnelle au rapport cyclique,
 c'est à dire à la puissance fournie au moteur.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Tabular
<lyxtabular version="3" rows="5" columns="2">
<features>
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
PULSE %
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
Fréq.
 SEN
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
9,8
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
5,6
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
20
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
14,4
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
29,8
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
21.,4
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
40
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
28.,2
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
</lyxtabular>

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Les valeurs observées peuvent être vérifiées en utilisant un aimant et une
 bobine comme expliqué à la section
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "sec:A-simple-AC"

\end_inset

 ou à l'aide du stroboscope expliqué dans la section précédente.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Mesure de transparence
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Comparer la transmission de la lumière entre différents matériaux semi transpare
nts.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/light-thru-paper-photo.JPG
	lyxscale 50
	width 6cm

\end_inset



\begin_inset Graphics
	filename schematics/light-bar.png
	width 4cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Mesure de transmission de lumière à l'aide d'un photo-transistor
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Light-transmission-measurement"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Photo-transistor, DEL et résistance de 10
\begin_inset space ~
\end_inset

k
\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter le collecteur du photo-transistor à SEN.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Émetteur à la masse [Ground].
\end_layout

\begin_layout Itemize
Résistance entre les bornes 8 et 9 (pour SQR2).
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter la DEL entre SQR2 et la masse [Ground].
\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler SQR2 à 0 pour allumer la DEL
\end_layout

\begin_layout Itemize
Faire un clic droit et démarrer le programme
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{
\lang french
CRO
}
\end_layout

\end_inset

 et sélectionner le canal SEN.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Placer la DEL en face du transistor et prendre note de la tension.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Placer quelques matériaux semi-transparents au milieu et voyez la différence.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
La tension diminue quand l'intensité de la lumière décroît sur le photo-transist
or.
 Essayer des DELs de différentes couleurs et comparer les résultats.
 Essayez les transmission de la lumière rouge à travers des feuilles transparent
es
\noun on
Rouge
\noun default
 et
\noun on
Verte
\noun default
 de la même épaisseur.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Ondes stationnaires dans une corde
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Étudier des ondes stationnaires dans une corde tendue excitée par une bobine-rel
ais.
 La tension de la corde est variée en changeant la masse suspendue.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Théorie
\end_layout

\begin_layout Standard
La vitesse de propagation du son dans une corde est données par
\begin_inset Formula $v=\sqrt{\frac{T}{\mu}}$
\end_inset

, où T est la tension et
\begin_inset Formula $\mu$
\end_inset

 est la masse linéique.
 La vitesse vérifie
\begin_inset Formula $v=f\lambda$
\end_inset

 .
 Sur une corde vibrante, l'harmonique fondamentale a seulement deux nœuds,
 à chaque extrémité et la longueur de la corde est
\begin_inset Formula $L=\lambda/2$
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Formula \[
f_{0}=\frac{v}{2L}=\frac{1}{2L}\sqrt{\frac{T}{\mu}}\]

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
Le carré de la fréquence est proportionnel à la tension.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Matériel
\end_layout

\begin_layout Itemize
Une bobine de de relais avec amplificateur, alimentée par un adaptateur
 12
\begin_inset space ~
\end_inset

V (courant alternatif).
\end_layout

\begin_layout Itemize
Potentiomètre de 22k
\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter à la terre la masse de expEYES et l'accessoire de corde vibrante.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter SQR2 à l'entrée de l'amplificateur du relais.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter le potentiomètre de 22
\begin_inset space ~
\end_inset

k
\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler SQR2 à 30
\end_layout

\begin_layout Itemize
Choisir une masse à suspendre de quelques grammes
\end_layout

\begin_layout Itemize
Ajuster la potentiomètre de 22
\begin_inset space ~
\end_inset

k
\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

 pour obtenir l'onde stationnaire fondamentale (un seul ventre)
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Tabular
<lyxtabular version="3" rows="5" columns="3">
<features>
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
M
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $Freq$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $M^{2}/Freq$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout

\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout

\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout

\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout

\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout

\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout

\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout

\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout

\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout

\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout

\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout

\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout

\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
</lyxtabular>

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
La fréquence est proportionnelle au carré de la tension appliquée, dans
 la limite des erreurs expérimentales.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Discussion
\end_layout

\begin_layout Standard
Faites en sorte que la corde ait une moitié avec une massé linéique double
 de celle de l'autre moitié.
 Observer les modes plus élevés.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Chapter*
Appendice A
\begin_inset space ~
\end_inset

: Accessoires
\end_layout

\begin_layout Standard
Chaque expérience réclame que quelque chose soit connecté à l'interface
 ExpEYES.
 Ça pourrait juste être un bout de fil électrique ou au contraire un ensemble
 de capteurs.
 La collection standard d'accessoires est suffisante pour réaliser la plupart
 des expériences décrites dans ce manuel.
 Il y a quelques autres accessoires actuellement disponibles et leur nombre
 va probablement augmenter.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
La collection d'accessoires standard
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/std-accessory-photo.jpg
	lyxscale 50
	width 11cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Collection d'accessoires standard.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Standard-Accessory-set."

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout

\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
La collection d'accessoires standard disponible avec ExpEYES contient les
 composants suivants.
 Les valeurs des paramètres, comme l'inductance, sont spécifiées comme valeur
 nominale, mesurées à partir d'échantillons pris au hasard.
 Pour connaître les valeurs exactes, il vous faut les mesurer avec un équipement
 de test adéquat.
\end_layout

\begin_layout Subsubsection*
Pinces crocodiles avec fils
\end_layout

\begin_layout Standard
Si ion doit changer la connexion à n'importe quelle borne plusieurs fois
 pendant une expérience, c'est plus facile de faire la connexion à l'aide
 de la pince crocodile fournie.
\end_layout

\begin_layout Subsubsection*
Montage à microphone
\end_layout

\begin_layout Standard
Un microphone à condensateur avec une résistance de polarisation et un condensat
eur pour bloquer la composante continue.
 Il est censé être branché aux bornes 15 et 16, avec le fil électrique connecté
 en UPV.
 Le fil du condensateur va à la borne 15.
\end_layout

\begin_layout Subsubsection*
Bobinage 3000 tours (2)
\end_layout

\begin_layout Standard
Inductance
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $\approx$
\end_inset


\begin_inset space ~
\end_inset

125
\begin_inset space ~
\end_inset

mH, Résistance
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $\approx$
\end_inset


\begin_inset space ~
\end_inset

560
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

, faites en fil de cuivre isolé 44
\begin_inset space ~
\end_inset

SWG.
 Ces bobinages sont utilisés pour étudier l'inductance, l'induction électromagné
tique, etc.
\end_layout

\begin_layout Subsubsection*
Bobinage 1000 tours
\end_layout

\begin_layout Standard
Inductance
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $\approx$
\end_inset


\begin_inset space ~
\end_inset

4
\begin_inset space ~
\end_inset

mH, Résistance
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $\approx$
\end_inset


\begin_inset space ~
\end_inset

45
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

, faites en fil de cuivre isolé 40
\begin_inset space ~
\end_inset

SWG.
 Avec le bâton de ferrite en place, l'inductance monte jusqu'à environ 25
\begin_inset space ~
\end_inset

mH.
\end_layout

\begin_layout Subsubsection*
Électro-aimant (avec un noyau en fer)
\end_layout

\begin_layout Standard
Inductance
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $\approx$
\end_inset


\begin_inset space ~
\end_inset

20
\begin_inset space ~
\end_inset

mH, Résistance
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $\approx$
\end_inset


\begin_inset space ~
\end_inset

45
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

, faites en fil de cuivre isolé 40
\begin_inset space ~
\end_inset

SWG.
 Ce bobinage a un noyau de fer fixé à l'intérieur et peut être utilisé comme
 électro-aimant dans quelques expériences.
 des fils de 50
\begin_inset space ~
\end_inset

cm de long sont fournis.
\end_layout

\begin_layout Subsubsection*
Disques piézo-électriques (2)
\end_layout

\begin_layout Standard
Leur fréquence de résonance est environ 4000
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz.
 Ils peuvent être alimentés par les sorties SQR1, SQR2 ou PULSE.
 Les disques sont enfermés dans une coquille en plastique qui forme une
 cavité, qui augmente l'intensité du son produit.
\end_layout

\begin_layout Subsubsection*
Haut-parleur (grand)
\end_layout

\begin_layout Standard
La résistance du haut-parleur est 150
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

, différente de celle des hauts-parleurs ordinaires 8
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

.
 Peut être alimenté par les sorties SQR1, SQR2 ou PULSE.
\end_layout

\begin_layout Subsubsection*
Haut-parleur (petit)
\end_layout

\begin_layout Standard
C'est un haut-parleur de basse impédance, mais plus robuste.
 ON l'utilisera aussi comme microphone dans quelques expériences.
\end_layout

\begin_layout Subsubsection*
Moteur à courant continu
\end_layout

\begin_layout Standard
Fixé sur une base métallique.
 Doit être alimenté par une source de tension inférieure à 3
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
 Dans quelques expériences, on alimente le moteur avec la sortie PULSE,
 avec un rapport cyclique inférieur à 40%.
 Il est préférable de connecter une diode en série quand le moteur est connecté
 à la borne PULSE.
\end_layout

\begin_layout Subsubsection*
Support de transistor
\end_layout

\begin_layout Standard
Un connecteur à trois broches pour y insérer des transistors, afin d'en
 tracer la courbe caractéristique, résistance de 200
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $k\Omega$
\end_inset

 à la base.
\end_layout

\begin_layout Subsubsection*
Aimants permanents
\end_layout

\begin_layout Itemize
diamètre 10
\begin_inset space ~
\end_inset

mm & longueur 10
\begin_inset space ~
\end_inset

mm
\end_layout

\begin_layout Itemize
diamètre 12
\begin_inset space ~
\end_inset

mm & longueur 1,5
\begin_inset space ~
\end_inset

mm12 mm
\end_layout

\begin_layout Itemize
diamètre 5
\begin_inset space ~
\end_inset

mm & longueur 10
\begin_inset space ~
\end_inset

mm
\end_layout

\begin_layout Subsubsection*
Autres objets
\end_layout

\begin_layout Itemize
potentiomètre de 22
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $k\Omega$
\end_inset

, utilisé pour SQR2.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Support pour deux piles électriques.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Disque d'aluminium avec un trou central.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Bille d'acier doux, D
\begin_inset space ~
\end_inset

=
\begin_inset space ~
\end_inset

10
\begin_inset space ~
\end_inset

mm
\end_layout

\begin_layout Itemize
Bâton de ferrite, D
\begin_inset space ~
\end_inset

=
\begin_inset space ~
\end_inset

6
\begin_inset space ~
\end_inset

mm, L
\begin_inset space ~
\end_inset

=
\begin_inset space ~
\end_inset

20
\begin_inset space ~
\end_inset

mm
\end_layout

\begin_layout Itemize
Bâton de ferrite, D
\begin_inset space ~
\end_inset

=
\begin_inset space ~
\end_inset

12
\begin_inset space ~
\end_inset

mm, L
\begin_inset space ~
\end_inset

=
\begin_inset space ~
\end_inset

50
\begin_inset space ~
\end_inset

mm
\end_layout

\begin_layout Itemize
DELs 5
\begin_inset space ~
\end_inset

mm
\begin_inset space ~
\end_inset

 : Rouge, Bleue, Verte
\end_layout

\begin_layout Itemize
DEL 10
\begin_inset space ~
\end_inset

mm blanche, équipée de fils
\end_layout

\begin_layout Itemize
Condensateurs
\begin_inset space ~
\end_inset

: 100
\begin_inset space ~
\end_inset

µF, 47
\begin_inset space ~
\end_inset

µF, 10
\begin_inset space ~
\end_inset

µF, 1
\begin_inset space ~
\end_inset

µF et 0,1
\begin_inset space ~
\end_inset

µF
\end_layout

\begin_layout Itemize
Résistance
\begin_inset space ~
\end_inset

: 100
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

, 200
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

, 330
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

, 560
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $\Omega$
\end_inset

, 1
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $k\Omega$
\end_inset

, 10
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $k\Omega$
\end_inset

 et 100
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $k\Omega$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Diode
\begin_inset space ~
\end_inset

: 1N4148
\end_layout

\begin_layout Itemize
Diode Zéner, 3.3
\begin_inset space ~
\end_inset

V
\end_layout

\begin_layout Itemize
Transistor
\begin_inset space ~
\end_inset

: 2N2222
\end_layout

\begin_layout Itemize
Fils électriques de 15
\begin_inset space ~
\end_inset

cm - 5 unités
\end_layout

\begin_layout Itemize
Fils électriques de 8
\begin_inset space ~
\end_inset

cm - 5 unités
\end_layout

\begin_layout Itemize
Tournevis
\end_layout

\begin_layout Itemize
Photo-résistance
\end_layout

\begin_layout Itemize
Thermistance
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Barrière photo-électrique et pendule pesant
\end_layout

\begin_layout Standard
La barrière photo-électrique peut être utilisée pour chronométrer des mouvements
 mécaniques.
 Un rayon de lumière arrivant sur le photo-transistor est intercepté et
 les intervalles de temps sont mesurés.
 On peut l'utiliser pour trouver la vitesse de rotation d'un moteur, les
 périodes d'oscillation d'un pendule, etc.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/light-bar-rodpend-photo.jpg
	lyxscale 30
	width 3.7cm

\end_inset


\begin_inset Graphics
	filename pics/40kHz-piezo-photo.jpg
	lyxscale 40
	width 3.7cm

\end_inset


\begin_inset Graphics
	filename pics/standing-wave-app-photo.jpg
	lyxscale 30
	width 3.6cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
(a) Barrière photo-électrique et pendule pesant.
 (b) Émetteur piézo 40 kHz et récepteur.
 (c) Appareil à corde vibrante.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Light-Barrier-and"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Émetteur-récepteur piézo ultra-sonores
\end_layout

\begin_layout Standard
L'émetteur et le récepteur piézo-électrique 40
\begin_inset space ~
\end_inset

kHz ultra-sonores peuvent être utilisés pour étudier le son.
 La vitesse du son peut être trouvée en mesurant le temps de vol d'un paquet
 sonore de l'émetteur au récepteur.
 Le signal à 40
\begin_inset space ~
\end_inset

kHz ne peut pas être visualisé correctement en utilisant la fonction oscilloscop
e d'expEYES, il faut un oscillographe à plus haute fréquence pour voir ces
 signaux correctement.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Appareil à corde vibrante
\end_layout

\begin_layout Standard
Celui-ci est alimenté sous 12
\begin_inset space ~
\end_inset

V et piloté par un signal provenant de SQR2.
 Le signal de SQR2 amplifié pilote la bobine d'un relais et une corde fixée
 au contact du relais est mise en vibration.
 Des ondes stationnaires peuvent être formées en ajustant la tension et
 la fréquence de vibration.
\end_layout

\end_body
\end_document
