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Montage de physique n°20 (agrégation 2011) :
Induction, auto-induction.
Transcription des notes manuscrites de préparation à l'agrégation. Les schémas et le détail des calculs sont dans le document original : télécharger le montage manuscrit (PDF, 2 pages).
Remarques du jury
Notion d'inductance mutuelle mal dégagée.
Loi de Lenz-Faraday
Vérification qualitative
Aimant (N, S) introduit dans une bobine reliée à l'oscilloscope : sens du courant, \(e = -\dfrac{d\Phi}{dt}\).
Vérification quantitative, inductance mutuelle
Solénoïde long alimenté par un GBF en signal triangulaire, petite bobine à l'intérieur : créneaux. \(B_0 = \mu_0n_1I\), \(e_2 = -\dfrac{d\Phi}{dt} = -Sn_2\mu_0n_1\dfrac{di}{dt} = -\dfrac{Sn_1n_2\mu_0}{R}\dfrac{du_1}{dt}\) ; |e| en fonction de ω linéaire.
Détermination de L d'un circuit LR
GBF, résistance R et bobine, acquisition : fréquence de coupure, d'où L/R.
Énergie stockée par la bobine
Bobine parcourue par I0 (ampèremètre) puis déchargée à travers une diode dans un condensateur : \(u = a\cos(\omega_0t + \varphi)\), \(i = Ca\omega_0\cos(\omega_0t + \varphi)\), \(\omega_0 = \dfrac{1}{\sqrt{LC}}\) ; la diode bloque quand i = 0 et u = Umax : \(\dfrac12LI_0^2 = \dfrac12CU_{max}^2\). Attention : perte d'énergie dans les résistances ; condensateur de type tantale ; bobine Leybold 36 mH ; montrer l'oscillation à l'oscilloscope sans la diode ; calculer le facteur de qualité.
Surtension à l'ouverture d'un circuit
Générateur 10 V, bobine et lampe au néon en parallèle : à l'ouverture la lampe brille (à partir de 80 V), \(U_L = L\dfrac{di}{dt} \gg 1\).
Bibliographie
- Quaranta, Dictionnaire de physique expérimentale, tome 4
- Duffait, Expériences d'électronique
- Tec&Doc, PCSI
