BOBINE D ALLUMAGE Classe : groupe :

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1 Objectifs : Durée : Comprendre le Fonctionnement du Transistor en Interrupteur Commandé. Mettre en évidence le Comportement d une Bobine d Allumage de Voiture. Faire un Bilan Energétique. Découvrir le Matériel 3h00 Pré requis : Cours «Énergie, Puissance» I/ MONTAGE COMPLET Ce montage permet de créer l ALLUMAGE comme dans un moteur à ESSENCE. Le Générateur crée un signal électrique qui ouvre ou ferme l interrupteur. Fermé, la batterie charge la bobine. Lorsqu il s ouvre ensuite, la bobine redonne son énergie vers la bougie. Générateur Basse Fréquence Réglage de la Fréquence Partie commande Transistor (Interrupteur Commandé Fil de Commande Batterie 12 volt Borne de l Interrupteur Bobine d Allumage Avec sa Bougie Primaire de la Bobine : C est là qu elle se charge Bougie sur le secondaire de la Bobine : C est là qu elle se décharge Masse Commune à tous les éléments Partie Opérative (Partie Puissance) TP Allumage v4.doc Page 1 / 5

2 II/ PRINCIPES du FONCTIONNEMENT Le GBF Le Générateur Basse Fréquence (GBF) est un appareil qui fournit de l électricité (générateur). Contrairement à une batterie qui possède une tension constante (exemple : 12volt), le GBF peut avoir une tension variable (sinusoïdale, carré, dent de scie etc ) à des fréquences pouvant atteindre Hz (20000 variations par seconde). De là vient le terme «basse fréquence». Exemple d une tension «carrée» : Le générateur est à 12 volt pendant 2 ms, puis à 0 volt pendant 1 ms. Cela revient à un système qui s allume puis s éteind en alternance. Le Transistor Ici le Transistor est utilisé comme un interrupteur. Il est contrôlé par la tension du GBF. Il se ferme lorsqu il reçoit une tension, et s ouvre s il ne reçoit pas de tension. La Bobine Elle se compose d un enroulement de fil électrique. Lorsque le courant passe, elle stocke l énergie sous forme magnétique. Elle redonne l énergie en devenant elle-même générateur électrique. NOTRE BOBINE, comporte 2 enroulements: ETAPE 1 : LA CHARGE La Présence d une Tension sur la Bobine à GAUCHE (primaire) augmente le Courant et DONC le Champs Magnétique dans le fer. Exemple de BOBINE SIMPLE ETAPE 2 : LA DÉCHARGE On ouvre l Interrupteur, donc le Courant s ARRÊTE. L énergie stockée cherche à repartir C est pourquoi la tension monte jusqu à ce que le courant puisse repartir C est l ÉTINCELLE sur la BOUGIE. TP Allumage v4.doc Page 2 / 5

3 II/ MESURES a EFFECTUER Le Transistor ELECTROTECHNIQUE Nom : Afin d étudier le transistor, vous disposez d un petit montage : Transistor Réel Transistor Schématisé Ce Transistor se ferme avec une Tension de Commande de 12 Volt. Regardez la tension aux bornes du transistor (canal 2), et Complétez le tableau. A SAVOIR : Tension aux bornes de la Résistance + Tension aux bornes du Transistor = Tension Totale = 12 volts CONCLUSION : l interrupteur est OUVERT : Le courant NE PASSE PAS. Il y a une différence de Potentiel Avant et Après. (différence de hauteur d eau) Commande à 12 Volts Commande à 0 Volt Le transistor est Fermé Ouvert Dessinez le contact ouvert ou fermé La tension aux bornes du transistor est : Le courant passe ou ne passe pas Tension aux bornes de la Résistance Quand l interrupteur est FERMÉ : Le courant PASSE. Il n y a PAS de différence de Potentiel Avant et Après. (même hauteur d eau) TP Allumage v4.doc Page 3 / 5

4 Système d Allumage Complet ELECTROTECHNIQUE Nom : EN PRESENCE DU PROFESSEUR, mettez le montage complet en MARCHE. L oscilloscope vous montre 2 courbes au cours du Temps : La Tension qui montre si le transistor est Ouvert ou Fermé. La Tension à l Entrée de la Bobine possède 3 états : Une phase de charge, une de décharge ou étincelle et une oscillation qui ne sera pas étudiée cette année. Indiquez sur le Graphe les 3 Zones suivantes : La Bobine se Charge en Energie. La Bobine se Décharge (étincelle) Une résonance électrique crée une onde parasite. Remplir ce petit tableau : Mesurez la durée de Mesurez la tension à l entrée de la bobine pendant la charge l étincelle Tension Disruptive de l air : volt/cm : C est la tension nécessaire pour créer un arc électrique dans l atmosphère entre 2 électrodes. ETEIGNEZ LE SYSTEME Débranchez la prise du corps de la bobine. Puis dévisser l ensemble Bobine-Bougie. Mesurez au Pied à Coulisse la distance entre les 2 électrodes de la Bougie : Déduire la Tension au Secondaire de la Bobine pendant l étincelle : Rappelez la Tension au Primaire de la Bobine pendant l étincelle : Ecartement : Tension au Secondaire : Tension au Primaire : Calculer le rapport entre ces 2 Tensions vous donnera le rapport entre le nombre de spires dans le Primaire et dans le Secondaire : Rapport entre les Nombres de Spires : Grâce à cette différence entre les nombres de spires, la tension s élève plus rapidement dans le Secondaire que dans le Primaire et l arc électrique se fait en priorité vers la bougie. Sinon il y aurait risque d étincelle aux bornes du Transistor (qui n aimerait pas du tout ). mm V V TP Allumage v4.doc Page 4 / 5

5 Etude de l Energie : La formule qui calcule l énergie dans une bobine est : 1 2 E = L. I Max 2 AVEC : E : Energie L : Inductance de bobine I Max : Le courant atteint dans la bobine au moment de couper Mais on ne connaît pas I Max. Vous utiliserez donc la formule modifiée : E = ( U. t) bat 2. L 2 AVEC : E : Energie t : Le Temps de Charge (en Seconde) L : Inductance de bobine (en Henry) U bat : La Tension de Baterie (en Volt) Faites le Calcul avec les Données Suivantes (Précisez l unité du résultat) : t = 2 ms L = 4 mh Energie : U bat = 12Volt) Cette énergie part ensuite vers la Bougie. On sait que Puissance électrique = Tension. Courant = U. I Connaissant la relation entre Puissance et Energie, vous pouvez finir la formule suivante : Energie électrique = U.I. TP Allumage v4.doc Page 5 / 5