مقتطف جزء الكهرباء من الفيزياء علوم رياضية وطني 2019

تمرين مصحح من جزء الكهرباء الخاص بالعلوم الرياضية 2019.

الجزء الأول شحن المكثف.

ننجز التركيب التجريبي التالي (الشكل 1) والمكون من وشيعة قابلة للضبط معامل تحريضها L ونعتبر مقاومتها مهملة، موصل أومي هو الأخر قابل للضبط. مولد مؤمثل للتوتر له قوة كهر محركة E,وأخيرا مكثفين بحيث لهما نفس السعة C.

نضبط مقاومة الموصل الأومي على القيمة   R=R0=1KΩ. في لحظة t=0  نعتبرها أصلا للزمن ، نضع قاطع التيار k في الموضع ( 1) نخط منحنى تغيرات التوتر (Uc(t الشكل (2) و المماس للمنحنى (T) عند لحظة إغلاق الدارة .

  1) بتطبيق قانون إضافية التوترات أوجد تعبير المعادلة التفاضلية التي يحققها التوتر (Uc(t

  2) مباشرة عند إغلاق الدارة يأخذ التيار قيمة معينة i=6mA ,أوجد حسابيا هذه القيمة.

 3) سعة المكثف المستعمل في التركيب هي C=120nF تحقق مبيانيا من هذه القيمة.

      مباشرة بعد تحقق النظام الدائم, نؤرجح القاطع k للموضع للموضع (2) ونختار هذه اللحظة أصلا جديدا للزمن.

 4) أوجد المعادلة التفاضلية التي تحققها الشحنة q للمكثف المكافئ.

 5) أكتب تعبير الطاقة الكلية في الدارة .ثم علل تناقصها  مع الزمن.

الجزء الثاني: المتذبذب RLC المتوالي في النظام القسري.

 نعيد ضبط قيمة معامل تحريض الوشيعة على القيمة L=2,5mH و المقاومة على القيمة R₁ ونركب المجموعة مع أحد المكثفين السابقين و مولد اجيبيا للتوتر بحيث يكون تردده قابل للضبط وله توتر قصوي وسعه ثابت U_m=100V.

نغيرالتردد N للمولد فيأخذ التيار الفعال قيمة قصوية I₀=0,71A عند تردد N₀ .ونلاحظ القيمة I_eff=0,5A بالنسبة للترددين N₁=6,54kHz و N₂=12,90kHz  .

6) أوجد تعبير التردد N₀ ثم احسب قيمته العددية .

7) عرف المنطقة الممررة ذات 3dB- واستنتج قيمة معامل الجودة Q للدارة.

8) احسب قمة المقاومة R_1.

9) تحقق أن القدرة المتوسطة المبددة بمفعول جول في الدارة عند الرنين تأخذ القيمة P=50W.

** رابط تصحيح التمرين**

***