Résonance parallèle (Circuit bouchon)
Constitution d’un circuit bouchon
C’est un circuit oscillant constitué d’une bobine L en parallèle avec un condensateur C. Pour faire varier sa fréquence de résonance, on peut utiliser un condensateur variable (CV) ou une bobine d’inductance variable (par noyau plongeur, par exemple).
On néglige la plupart du temps la résistance RL du bobinage et la résistance RC de fuite du condensateur.
Impédance en fonction de la fréquence :
Il est facile de calculer l’impédance aux bornes d’un circuit parallèle pour une fréquence quand on connait la valeur de la self, la capacité du condensateur et la résistance Rp en parallèle avec le circuit .
Plus la valeur de Rp est faible, plus le circuit est amorti et moins il est sélectif.
L’impédance Z est maximum pour la fréquence de résonance fo. Si Rp était infinie, Z serait infinie.
La résonance
On devrait dire « antirésonance », la résonance étant le propre du circuit série mais l’usage fait qu’on appelle résonance l’état particulier du circuit bouchon présentant une impédance infinie à une fréquence f que l’on peut calculer avec la formule de Thomson .
La fréquence réelle peut être inférieure à la valeur calculée à cause des capacités parasites de la self, de fils de connexion un peu long…
A la résonance, comme l’impédance est très grande, la puissance du signal appliqué sur le circuit provoque une augmentation de la tension aux bornes de celui-ci.
Utilisation du circuit bouchon
Les circuits RLC parallèle, sont souvent appelés circuits bouchons, car ils présentent une grande impédance pour f0 et ils « empêchent » les signaux à cette fréquence d’accéder à une partie de circuit.
En électronique, les circuits bouchons sont utilisés pour « trier » différentes fréquences dans les chaînes audio (é galiser) ou dans les téléviseurs couleur (séparation des fréquences son, chrominance et luminance).
En électricité, les circuits bouchons sont utilisés dans les télécommandes centralisées pour éviter une dispersion des fréquences pilotes sur le réseau.
Objectif :
On se propose d’étudier les propriétés d’un circuit passif comportant deux branches , dont l’une est capacitive et l’autre composée d’une resistance et d’une self inductrion en serie ,l’orsqu’on applique une tension sinusoidale de valeur efficace E et de pulsation w (‘ ou de fréquence f’).
On a : e= z * i , E = Z * I et Z= Re (Z) +j IM (Z)
On calculera l’expression complexe de Z,sachant que Z= C // (L,R)
On determinera la frequence de resonance
On étudiera le comportement du courant I et de son dephasage ρ par rapport a la tension d’entrée E
On calculera le coeficient de qualité de la branche selfique .
II)- Travail demande :
1)- realisation du montage
2)- A l’aidede l’ohmme metre on à mesurer la resistance interne de la bobine et on à noter :
r =13.01 Ω.
- On à poser R= r+R0 resistance totale de la branche selfique .
L’intensite i est visualisèée à l’oscilloscope au moyen de la résistance R1.
3)- pour R0 =0 (mettre un cavalier à la place de R0 ) on à determiner en faisant varier la frequence, la valeur pratique de la fréquence de la resonance ( f0 ).
- compareson :
4)- le tableau ci-desous montre les valeurs du courant I et du dephasage ρ autour de la fréquence de résonnance (f0) avec R0 =0 .
F0
f0 (Khz) | 4 | 6 | 8 | 10 | 12.38 | 13.09 | 14 | 15.829 |
| VR1(v) | 0.6 | 0.34 | 0.2 | 0.1 | 0 | 0.05 | 0.056 | 0.11 |
| I (t) (A) | 0.012 | 0.007 | 0.004 | 0.0021 | 0 | 0.0010 | 0.0011 | 0.0023 |
| ∆T (ms) | 0.05 | 0.04 | 0.03 | 0.02 | 0.01 | 0.02 | 15*10-6 | |
| ∆ρ0 | 72 | 90 | 86.4 | 72 | ∞ | 46.94 | 100.8 | 0.082 |
Sachant que :
- ∆ρ=∆T*360T
- T=1f
- R1= 47 Ω
- it=VR1 / R1
- La courbe ci desous montre lanvariation de l’intensite I()t en fonction de la
frèquence (f)
I(t)=F (f)
- La courbe ci desous montre lanvariation du dephasage (∆ρ 0 ) en fonction de la
Frèquence (f)
5)- le tableau ci-desous montre les valeurs du courant I et du dephasage ρ autour de la fréquence de résonnance (f0) avec R0=330 Ω .
f0 (Khz) | 3.4205 | 4.966 | 8.306 | 12.336 | 13.625 | 14.083 |
| VR1(v) | 0.52 | 0.4 | 0.2 | 0 | 75*10-6 | 85*10-6 |
| I (t) (A) | 0.011 | 0.0085 | 0.0042 | 0 | 1.5*10-6 | 1.8*10-6 |
| ∆T (ms) | 0.03 | 0.02 | 0.02 | 0.005 | 0.01 | |
| ∆ρ0 | 36.94 | 35.75 | 59.80 | ∞ | 24.52 | 50.69 |
Avec : ∆ρ=∆T*360T T=1f
R1=47Ω
it=VR1 / R1
