عمل تطبيقي شحن و تفريغ مكثفة في ناقل أومي
المــــــــــــــــادة
|
العلوم
الفيزيائية
|
المستوى
|
السنة
الثالثة ثانوي
|
الشعبة
|
علوم
تجريبية , رياضيات , تقني رياضي
|
نوع الملف
|
doc
|
صاحب الملف
|
الأستاذ ......
|
تحميـــــــــــل
|
|
يمكنك تحميل الموضوع كاملا
من الرابط أعلاه أو قراءة نسخة معدلة منه مما يلي
|
المجال التطورات الرتيبة بطاقة / ع م / ف 4
الوحدة- 3- دراسة ظواهر كهربائية
الموضوع- : شحن وتفريغ مكثفة في ناقل أومي
هدف النشاط دراسة شحن مكثفة ثم تفريغها في ناقل أومي، البحث عن ثابت الزمن الموافق وتأثير كل من المقاومة والسعة عليه.
تتكون المكثفة من صفيحتين ناقلتين متقابلتين ويفصل بينهما عازل(هواء، ورق، خزف...).
يرمز للمكثفة بالرمز: 
إن المكثفة تخزن الطاقة حين شحنها وتسترجعها عند تفريغها.
الادوات المستعملة
1) ملاحظة تطور التوتر بين طرفي المكثفة عند شحنها.
- نحقق التركيب التالي:
مع أخذ القيم التالية:
R=10000Ω
C= 2200 µF E= 5V
ملاحظة: إن المكثفات المستعملة هي مكثفات كهروكيميائية مستقطبة، يجب توجيهها بصف صحيحة وإلا انفجرت.
- وصل جهاز فولط متر بين طرفي مولد التوتر المستمر.
- وصل فولط متر بين طرفي المكثفة.
- ضع القاطعة في الوضع -1- وسجل تطور قيم التوتر uc(t) بين طرفي المكثفة خلال الزمن وأكمل الجدول التالي:
t (s)
|
0
|
5
|
10
|
15
|
20
|
25
|
30
|
35
|
40
|
45
|
50
|
55
|
60
|
uc (V)
|
- ارسم المنحنى uc = f(t) .
- ارسم المماس عند المبدأ.
- حدّد فاصلة تقاطع المماس مع المستقيم ذي المعادلة: uc = E
- قارن هذه الفاصلة مع الجداء RC .
إن الجداء RC يسمى ثابت الزمن لثنائي القطب RC. يعبر عنه بالثانية.
2) دراسة تأثير كل من R و C على ثابت الزمن.
ملاحظة: يجب تفريغ المكثفة قبل انجاز التجارب التالية.
- اقترح تجارب تسمح بدراسة تأثير العاملين R و C على ثابت الزمن:
البروتوكول التجريبي الأول المقترح:
تسجيل النتائج المتحصل عليها:
t (s)
|
0
|
5
|
10
|
15
|
20
|
25
|
30
|
35
|
40
|
45
|
50
|
55
|
60
|
uc (V)
|
البروتوكول التجريبي الثاني المقترح:
تسجيل النتائج المتحصل عليها:
t (s)
|
0
|
5
|
10
|
15
|
20
|
25
|
30
|
35
|
40
|
45
|
50
|
55
|
60
|
uc (V)
|
- ما يمكن استنتاجه حول تأثير العاملين وذلك بتحديد الثابت τ في كل حالة.
- هل تأثر قيمة التوتر المقدم من طرف المولد على ثابت الزمن؟
البروتوكول التجريبي الثالث:
تسجيل النتائج المتحصل عليها:
t (s)
|
0
|
5
|
10
|
15
|
20
|
25
|
30
|
35
|
40
|
45
|
50
|
55
|
60
|
uc (V)
| |||||||||||||
الوحدة دراسة ظواهر كهربائية بطاقة /ع م / ف /5
الموضوع الطاقة المخزنة في مكثفة
1- الهدف:
- إبراز الطاقة المخزنة في مكثفة تجريبيا
- تحديد العوامل المؤثرة على الطاقة المخزنة في مكثفة
2- الأدوات:
عمود قوته المحركة الكهربائية 4.5V ، مولد قوته المحركة الكهربائية متغيرة(مجموعة أعمدة) مكثفات بسعات مختلفة(µF ;C=500µF ;C=1000 µF C=2200 µF ;C=100 ( .
مصباح1.5v ، بادلة K ، مقياس فولط.وماض لآلة تصوير
3- التجربة الأولى: دراسة كيفية
إن مكثفة آلة التصوير تسمح بتخزين الطاقة المحولة من الأعمدة.يدوم عادة هذا التحويل عدة ثواني فهو يوافق استطاعة تحويل ضعيفة.وعند أخذ الصورة،تُحوّل هذه الطاقة المخزنة في المكثفة إلى مصباح الوماض خلال جزء من الثانية:عندئذ تكون استطاعة التحويل كبيرة.
يمكن للأستاذ أن يبرز هذه الظاهرة باستعمال وماض آلة التصوير أو إجراء التجربة التوضيحية وفق المخطط الكهربائي المبين في الشكل-1
4- التجربة الثانية: دراسة نصف كمية
نعتمد في هذه الدراسة على ملاحظة تغيرات شدة إضاءة المصباح خلال تفريغ المكثفة بالتأثير على
عاملي التوتر الكهربائي للشحن والسعة.
أ- تأثير توتر الشحن على الطاقة المخزنة :
نأخذ مكثفة ذات سعة معلومة ونشحنها باستعمال
عمود قوته المحركة الكهربائية E ثم نفرغها في
المصباح ونلاحظ شدة إضاءته. نكرر التجربة بالحفاظ على نفس المكثفة ولكن بتغيير قيمة توتر الشحن (2E ;3E ;4E … ) .( الشكل-2)
ب- تأثير السعة:
نثبت توتر الشحن باستعمال عمود 4.5V ونغير في قيمة C (C ; 2C ; 3C) ونلاحظ في كل مرة شدة إضاءة المصباح
النتيجة: إن الطاقة المخزنة في مكثفة تتناسب مع كل من التوتر الكهربائي للشحن وسعة المكثفة
ملاحظة: - يمكن إجراء الدراسة الكمية باستعمال مقياس جول.
- تجنب اللمس باليد للصفائح الناقلة الموصولة بمكثفة آلة التصوير عند تفريغها .
الوحدة دراسة ظواهر كهربائية -3 - بطاقة /ع م / ف /5
الموضوع- دراسة الدارة RL
يهدف هذا العمل المخبري إلى:
I- الدراسة بواسطة راسم الاهتزازات لدارة RL خاضعة لمستوى واحد من التوتر (50mn).
II- تحديد قيمة الذاتية وشيعة في دارة RL(50mn).
I-الدراسة بواسطة راسم الاهتزازات لدارة RL خاضعة لمستوى واحد من التوتر.
نحقق دارة كهربائية على التسلسل متكونة من:
- وشيعة L,r ذاتيتها L= 0,1 H (دلالة من عند صانع الجهاز) ومقاومتها تقاس بالأوم متر r =....Ω .
- ناقل أومي مقاومته R=500 Ω .
- قاطعة.
غذي المجموعة بواسطة مولد التواترات المنخفضة(GBF) يقدم توترات على شكل لبنات (créneaux) قيمتها 5V وتواترها f=2000Hz .
- ركب الدارة الكهربائية.
- مثل على مخطط الدارة الكيفية التي يتم بها توصيل راسم الاهتزازات من أجل مشاهدة التوتر uR بين طرفي الناقل الأومي.
- أنجز التوصيلات على المدخل 1 لراسم الاهتزازات.
- شغّل راسم الاهتزازات.
- ضع خط البقعة في أسفل الشاشة بواسطة الزر Y الوضعية 1.
- أغلق القاطعة.
- مثل المخطط المتحصل عليه والممثل للتوتر uR مع توضيح المعيار المستعمل وكذا قيمة المسح.
- أي مقدار آخر نشاهده في هذه الحالة؟ علّل.
- نريد تحديد ثابت الزمن لهذه الدارة الكهربائية بواسطة طريقتين:
- بتحديد نقطة تقاطع المماس عند المبدأ مع المستقيم ذي المعادلة: uR= umax .
- بالعلم بأن ثابت الزمن يوافق 63% من القيمة العظمى للتوتر uR (أو شدة التيار).
- استنتج القيمة الحقيقية للذاتية L باستعمال العلاقة بين L و τ .
- حدّد الارتياب النسبي حول هذه القيمة.
II- تحديد ذاتية وشيعة في دارة RL .
حتى تنجح هذه التجربة، يجب ألاّ يكون جهاز GBF موصولا بالأرض ومن أجل هذا يجب التأكد من أن المولد معزول.
حقّق التركيب المحتوي على العناصر التالية موصولة على التسلسل:
- وشيعة L,r ذاتيتها مجهولة ومقامتها r مهملة(الوشيعة بدون النواة من الحديد اللين)
- اقرأ على الوشيعة قيمة مقاومتها وتحقق من هذه القيمة بقياسها بجهاز الأوم متر r =...Ω.
- ناقل أومي R=2000Ω .
- مولد للتوتر المتناوب المثلثي يقدم توتر 2V (Ucrête à crête = 4V) وتواتره f= 400Hz.
- نريد قياس التوترين uAM و uBM :
- بيّن على مخطط التركيب كيفية توصيل راسم الاهتزازات
- من بين هذين التوترين، أيهما يسمح بمشاهدة شدة التيار i ؟ علّل.
أضبط حساسية المدخل A والمدخل B و المسح حتى تتحصل على منحنيات واضحة ومقروءة .
الحساسية على A: .........V.div-1
الحساسية على B: .........V.div-1
المسح: .........ms.div-1
مثّل المنحنى المتحصل عليه.
قس قيمة uBM
حدّد قيمة 
أحسب قيمة L
قارنها مع القيمة المبينة على الوشيعة.