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Fabrication d'un détecteur à boucle inductive (PCSI)

Objectifs

  • Élaborer un protocole et un schéma de montage
  • Réaliser les mesures, tracer une courbe et l'exploiter
  • Utiliser un modèle physique et le confronter à l'expérience

Description

Pré-requis

  • Fin du cours d’électronique de la classe de PCSI
  • Connaissance des méthodes possibles de tracé d’une caractéristique statique
  • Au moins un TP mettant en œuvre un amplificateur opérationnel
  • Bonne maîtrise des appareils usuels en électronique : GBF, oscilloscope et acquisition par ordinateur

Conditions de mise en œuvre

Effectif : 24 élèves répartis en 12 binômes

Liste du matériel :

Paillasse élèves :

  • Un ordinateur avec le logiciel « Synchronie » et sa carte d’acquisition
  • Grande plaquette intégrant un A.O.
  • Une alimentation +15/-15 V
  • Une boite de capacités réglables
  • Une boîte de résistances réglables
  • Un oscilloscope numérique
  • Un GBF
  • Une bobine de 1000 spires (inductance de l’ordre de 40-50 mH)
  • Une masse métallique : noyau de fer par exemple

Matériel commun :

  • Un jeu d’une dizaine de résistances (non montées) de différentes valeurs : de 10 Ω  à 1 MΩ
  • Un multimètre mesurant les inductances et les résistances

 

Déroulement de l’activité

Cette activité est une synthèse de savoir faire étudiés séparément dans des activités précédentes : tracé de caractéristique statique, utilisation d’un amplificateur opérationnel (montage, problèmes de saturation, etc.), acquisition d’un signal par ordinateur, sensibilisation aux contraintes de la liaison masse, etc.

Ce TP a été testé après 5 TP d’électronique : 1 centré sur le continu, 2 sur l’utilisation du GBF et de l’oscilloscope, 1 sur les régimes transitoires et sinusoïdaux forcés et 1 sur l’A.O. en régime linéaire.

Le texte est volontairement succinct pour laisser une relative autonomie à l’élève afin de le laisser réinvestir ce qu’il a appris précédemment et d’observer ses réactions face à des problèmes nouveaux.

Cette activité est uniquement formative. Il est l’occasion de faire le point avec les élèves sur l’état d’avancement de leurs savoir-faire expérimentaux en électronique.

Elle peut également être couplée à un devoir en temps libre sur l’oscillateur à boucle inductive comme celui de l’épreuve de Centrale PSI 2007 (texte adapté pour la classe de PCSI)

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