ÉTUDE EXPÉRIMENTALE DES OSCILLATIONS ÉLECTRIQUES Prérequis L'étude théorique des oscillations électriques libres amorties et non amorties a été faite en classe (voir notamment le cours présenté dans la progression). Les élèves ont déjà utilisé en TP la résolution numérique d'une équation différentielle du premier ordre, et le principe de cette résolution par la méthode d'Euler qui a été expliqué pour ce cas, a été étendu à la résolution des équations du second ordre. Finalité (objectifs pour l'enseignant) Cette séance amène les élèves à :
À propos de la planification de la séance La séance est construite autour de deux activités.
L'observation des courbes montre une concordance satisfaisante pour la période mais un amortissement plus important pour le graphe expérimental que pour le modèle. On attend alors que les élèves proposent d'augmenter la valeur de la résistance Rt et l'ajustent au mieux. On ne recherche pas ici à obtenir des valeurs numériques pour L et Rt avec une grande précision, mais à travailler à la fois sur un graphe expérimental et sur un modèle théorique. Pour le travail sur l'ordinateur les élèves ne sont guidés que pour obtenir le graphe du modèle : c'est la première fois qu'ils utilisent une équation différentielle du deuxième ordre et il s'agit alors d'un savoir-faire en cours d'apprentissage. Par contre des savoir-faire exigibles sont attendus comme :
On demande également aux élèves d'adapter le principe de la méthode d'Euler pour la résolution numérique d'une équation différentielle du premier ordre à une équation du deuxième ordre, mais nous ne considérons pas ce savoir comme exigible. Exemples de résultats scientifiques Valeur supposée pour la résistance totale Rt = 20 W .
Pour la première partie : un générateur GBF et un oscilloscope, un condensateur, une bobine et une résistance réglable. Pour la deuxième partie : un ordinateur avec le logiciel Regressi (Micrelec) et le fichier de mesures enregistré au préalable (avec ordinateur, logiciel Regesao, interface ESAO et adaptateur voltmètre branché en dérivation sur les points A et B du montage utilisé au cours précédent) et copié sur les disquettes des élèves. Les élèves réalisent les différentes activités par binômes. |
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INRP-TECNE Unité Informatique et enseignement 11/05/2000 |