ENSEMBLE SCOLAIRE SAINT-REMI Enseignement professionnel: Léonard de Vinci. 10 rue Notre Dame des Victoires Roubaix BAC PRO SEN

Transcription

1 ENSEMBLE SCOLAIRE SAINT-REMI Enseignement professionnel: Léonard de Vinci 10 rue Notre Dame des Victoires Roubaix BAC PRO SEN EVALUATION Calcul du coefficient de réflexion et de transmission /5 Calcul de la tension de l onde réfléchie et transmise /5 1 ère partie Constatations /1 Détermination du nombre et la valeur de la période /2 Calcule de la fréquence /1 Détermination de V1, V2, V3 et t /2 Calcul de la vitesse de propagation /2 Total n 1 /18 L'ajout de composants et de modèles dans la Librairie sont corrects?. /6 2 ème Partie Conduite, temps, Soins Relevés des signaux. /10 Relevés des valeurs des tensions. /4 Calcule du t et de la vitesse /4 Interprétation des résultats /4 Total n 2 /28 Conduite de TP Attitude, autonomie, mise en œuvre, analyse /7 Axe temps TP terminé en fin de séquence, légèrement incomplet, trop incomplet /4 Axe soins Compte rendu très soigné, Soins insuffisants, Soins inacceptable /3 Total n 3 /14 Total = Total n 1 +Total n 2+ Total n 3 /60 Total /20 Observation.. Année Scolaire L. KADRI Terminale Professionnelle

2 Objectifs le but de cette simulation est l étude générale de la propagation des ondes électromagnétiques dans un câble coaxial. Après une étude théorique où on introduit les notions essentielles à l étude de la transmission dans le câble (Vitesse de propagation, onde directe et réfléchie, impédance caractéristique, coefficient de réflexion), on valide cette théorie Par la simulation d un câble coaxial de L = 100 m terminé par trois types d impédances: 1. cas n 1 : ZL = ZC; 2. cas n 2 : ZL = (ligne ouverte), 3. cas n 3 : ZL = 0 (ligne en court-circuit)

3 1 ère Partie: Etude théorique 1. Montage Pour cette étude on considère le schéma ci-dessous où la ligne est un câble coaxial de Longueur L= 100 m et d impédance caractéristique ZC = 50, fermée sur une résistance R. Le générateur présente les caractéristiques suivantes: Impédance interne Rg = 50, de manière à ce que la ligne soit adaptée en entrée et éviter ainsi la perturbation de la source. Tension délivrée Ve=12V. Zc = 50, L = 100m 2. Calculs 2.1. Calculer le coefficient de réflexion et de transmission pour les trois cas: R= 3 Zc, R=Zc et R= Zc/2 puis déterminer les tensions des ondes réfléchies et transmises. R R=3 Zc R=Zc R=Zc/2 Coefficient de réflexion r=. Coefficient de transmission S12=... Tension de l onde réfléchie V2=.... Tension de l onde transmise V3=....

4 R R=0 R= Coefficient de réflexion r= Coefficient de transmission S12= Tension de l onde réfléchie V2=.... Tension de l onde transmise V3= Que constatez vous à partir des résultats trouvés? A partir du diagramme n 1 de la page n 4: déterminer le nombre de période A partir du diagramme déterminer la période T du signal émis 2.5. En déduire la fréquence F du signal émis Déterminer: V1, V2, V3 et t En déduire la vitesse de propagation de l onde dans le câble coaxial....

5 Diagramme n 1: Résultats d une simulation d un câble coaxial 0 s 0.5 s 1 s 1.5 s 2 s 2.5 s 3 s 3.5 s 4 s 4.5 s Onde émise Onde Transmise 0 s 0.5 s

6 Figure n 2 Figure n 1 BAC PRO SEN 2 ème Partie: Simulation avec Ltspice Introduction Dans cette partie de simulation vous utilisez le schéma de la figure n 1: Le générateur utilisé est un Pulse configuré de la manière ci-dessous (figure n 2) Le câble coaxial est de Longueur L = 100 m et d impédance caractéristique Zc =50. La charge R est une résistance qui a trois valeurs: R = ZC, R = (ligne ouverte), R = 0 (ligne en court-circuit) 1. 1 er cas : Ligne terminée par une charge adaptée (R=Zc=50 ) 1.1. Schéma Zc = 50, L = 100m

7 1.2. Pour simuler le câble coaxial vous devez rajouter de composants et modèles pour le logiciel de Simulation spice LTspiceIV. Pour cela vous devez suivre la procédure ci-dessous: Copier le fichiers SP.lib (descriptions des composants) dans le répertoire:...\ltc\ltspiceiv\lib\sub Copier le répertoire SP_symb complet sous le répertoire :...\LTC\LTspiceIV\lib\sym Important!!! Pour utiliser les composants sur une feuille de travail ne pas oublier la directive spice :.inc SP.lib 1.3. Lancer le logiciel LTSPICE puis réaliser le schéma ci-dessus Simuler le schéma et relever les signaux à l entrée et à la sortie avec des couleurs différentes Indiquer sur le diagramme le signal émis (V1) et transmis(v3) En déduire la valeur de leurs tensions Calculer t le temps mis par l onde pour parcourir tous les câbles En déduire la valeur de la vitesse de propagation Interpréter les résultats trouvés (comparer avec les valeurs théoriques)..

8 1.10. Modifier la permittivité de diélectrique du câble coaxial, prenez r=1. et relevez de la même manière le signal d entrée (Ve) et de sortie (Vs) ci dessous Calculer t le temps mis par l onde pour parcourir tous les câbles En déduire la valeur de la vitesse de propagation Constatation..

9 2. 2 ème cas : Ligne terminée par une charge adaptée (R= ) 2.1. Schéma 2.2. Lancer le logiciel LTSPICE puis réaliser le schéma ci-dessus Simuler le schéma et relever les signaux à l entrée et à la sortie avec des couleurs différentes Indiquer sur le diagramme les signaux émis (V1), réfléchis (V2) et transmis(v3) En déduire la valeur de leurs tensions Interpréter les résultats trouvés (comparer avec les valeurs théoriques)..

10 3. 2 ème cas : Ligne terminée par une charge adaptée (R= 0 ) 3.1. Schéma 3.2. Lancer le logiciel LTSPICE puis réaliser le schéma ci-dessus Simuler le schéma et relever les signaux à l entrée et à la sortie avec des couleurs différentes Indiquer sur le diagramme les signaux émis (V1), réfléchis (V2) et transmis(v3) En déduire la valeur de leurs tensions Interpréter les résultats trouvés (comparer avec les valeurs théoriques)..