I/But du TP
* Mettre en évidence le fait que la tension délivrée par une génératrice à vide est proportionnelle à la vitesse de rotation du rotor de la génératrice .
* Déterminer le rendement de l'ensemble moteur-génératrice
II/Matériel :
* module moteur-génératrice * deux multimètres
* alimentation stabilisée Metrix * un oscilloscope .
* un rhéostat 100 W .
III/Fréquence de rotation de la génératrice en fonctionnement à vide
La génératrice est entrainée par le moteur . Elle fonctionne à vide lorsqu'elle ne débite aucun courant .
a)Montage :
Les axes de rotation du moteur et de la génératrice sont solidaires
Réalisez le montage en branchant
* l'alimentation Metrix
* L'oscillographe cathodique (mesure de la fréquence de rotation)
* Le multimètre utilisé en voltmètre continu : mesure de U2 .
b)Mesures :
Q1)Régler la tension de l'alimentation Métrix à 6 V (Attention : ne jamis dépasser 15 V) Représentez sur votre copie le signal observé sur l'écran de l'oscillographe et complétez votre schéma en indiquant comment mesurer la période de rotation du moteur.
Comment en déduit-on la fréquence .
Q2)Complétez le tableau de mesures ci-dessous :
U 1 (V) |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
9,5 |
10 |
10,5 |
11 |
11,5 |
12 |
T (s) |
||||||||||||
f (Hz) |
||||||||||||
U 2 (V) |
Q3)Tracez la courbe représentative de U
2 en fonction de f . ConclureIV/Rendement de l'ensemble moteur -génératrice :
a)Montage :
Connecter les multimètres (voltmètre V2 et ampèremètre A2) . Les valeurs de I1 et V1 seront lues sur l'alimentation Metrix . Brancher l'oscillographe .
La valeur du rhéostat sera prise approximativement égale à 30 W (on pourra faire une mesure à l'ohmmètre), rhéostat isolé .
b)Mesures
Q4)Complétez le tableau suivant :
U1(V) |
4 |
5 |
6 |
6,5 |
7 |
7,5 |
8 |
8,5 |
9 |
9,5 |
10 |
11 |
I1(mA) |
||||||||||||
U2(V) |
||||||||||||
I2(mA) |
||||||||||||
T(s) |
||||||||||||
f (Hz) |
||||||||||||
P1 (W) |
||||||||||||
P2(W) |
||||||||||||
r |
avec P
1 = U1I1 : Puissance électrique reçue par le moteurP
2 = U2I2 : Puissance électrique fournie par la génératrice .r = P
2/P1 : rendement du système {moteur-génératrice}c)Rendement énergétique du système :
Q5)Représentez le diagramme énergétique du système
Q6)Justifiez l'expression du rendement .
Q7)Construire la courbe r en fonction de la fréquence de rotation de l'ensemble moteur - générateur. conclure .