Lycée Jaufré Rudel
Blaye le 11 décembre 1998
Première STI, Devoir n° 3

PHYSIQUE APPLIQUEE

Dans tout le problème, les amplificateurs opérationnels seront considérés comme parfaits. Donc:

ˆ en régime linéaire: i+ = i- = 0 et v_d = 0

‰ en régime de commutation: i+ = i- = 0; v_d > 0 v_S = + V_CC

v_d < 0 v_S = - V_CC.

Ils sont alimentés en et la tension de saturation est V_sat = .

Exercice n°1: 4 points

Soit le montage ci-dessous

1) Quel est le mode de fonctionnement de l'amplificateur opérationnel?

2) Déterminer la relation entre V_e , V_s et les autres éléments du montage.

3) Sachant que Ve = 2 V , R₁ = 10 kW, R₂ = 27 kW. Calculer V_S.

4) Avec les mêmes valeurs de résistances calculer V_e sachant que V_S = 12 V.

Exercice n° 2: 4 points

La tension u est amplifiée pour la visualisation à l'oscilloscope:

1) Déterminer la relation entre la tension de sortie V, les résistances R₁ R₂ et la tension d'entrée U.

2) La tension V est constante et vaut 50 mV. La sensibilité verticale de l'oscilloscope est réglée sur 5 V/div. La courbe observée a l'allure suivante:

ƒ quelle est la valeur de V?

ƒ déterminer le rappport d'amplification

ƒ sachant que R₂ = 100 kW, calculer R₁.

Exercice n° 3: 4 points

Le tracé de la caractéristique U = f(I) d'un électromoteur générateur est donné:

1) Déterminer les caractéristiques E₀ , R₀ et I₀ du modèle équivalent Thévenin de l'électromoteur:

2) On réalise un circuit comportant, en série, l'électromoteur précédent et une résistance R. La tension aux bornes de R est U = 4 V:

ƒ calculer l'intensité du courant dans le circuit;

ƒ en déduire la valeur de la résistance R.

ƒ quels sont les coordonnées du point de fonctionnement.

Exercice n° 4: 4 points

L'expression U = f(I) aux bornes d'un électromoteur est: U = 10 - 200.I.

1) On place une résistance R = 200 W en série cet électromoteur. Déterminer la valeur de la tension aux bornes de R (méthode au choix).

2) On ajoute au montage (1) une résistance R' = 400 W en série avec R. Calculer la tension aux bornes de R' et l'intensité du courant la traversant.

3) On ajoute au montage (1) une résistance R' = 400 W en parallèle avec R. Calculer la tension aux bornes de R' et l'intensité du courant la traversant.

Exercice n°5: 4 points

Dans le montage suivant:

1) Calculer V_E⁺ ; en déduire V_S;

2) Calculer i.

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