QCM : Oscillations électriques forcées (8 questions)

Question 1

1. Un GBF alimente un circuit série RLC avec une tension sinusoïdale d’amplitude constante. Si l’on augmente sa pulsation, quelle grandeur change dans l’expression de la tension délivrée ?

La pulsation

\omega

dans la phase du sinus

La capacité

C

du condensateur

La forme sinusoïdale de la tension

L’amplitude

U_m

de la tension

Explication

La tension du GBF s’écrit $u(t)=U_m\sin(\omega t)$ : l’amplitude reste constante tandis que la pulsation peut varier. Confondre pulsation et amplitude attribue le changement à $U_m$ ; une tension constante n’est pas sinusoïdale ; la capacité n’est pas un paramètre de la tension du GBF.

Answer

La pulsation $$\omega$$ dans la phase du sinus

Question 2

2. Quels éléments sont associés en série dans le circuit RLC étudié ?

Un GBF, un condensateur, deux résistors et un voltmètre

Un GBF, un condensateur, un résistor et une bobine

Un condensateur, un résistor, une bobine et deux GBF

Un GBF, deux condensateurs, un résistor et une bobine

Explication

Le montage série comporte un GBF, un condensateur, un résistor et une bobine, dont la résistance peut être négligeable ou valoir $r$ selon l’exercice. Ajouter un condensateur, remplacer la bobine par un voltmètre ou ajouter un second GBF modifie la composition donnée.

Answer

Un GBF, un condensateur, un résistor et une bobine

Question 3

3. Pour comparer simultanément la tension du générateur $u(t)$ et la tension aux bornes de la bobine $u_b(t)$ , quel dispositif convient ?

Un oscilloscope bicourbe, avec une tension sur chaque voie

Un oscilloscope à une voie, avec les deux tensions sur la même voie

Un ohmmètre, branché successivement sur les deux tensions

Un ampèremètre, avec une tension mesurée sur chaque borne

Explication

Un oscilloscope bicourbe affiche simultanément deux tensions, par exemple $u(t)$ et $u_b(t)$ , chacune sur une voie. Une seule voie ne les affiche pas simultanément, un ohmmètre mesure une résistance et un ampèremètre mesure une intensité.

Answer

Un oscilloscope bicourbe, avec une tension sur chaque voie

Question 4

4. On étudie le déphasage de la tension de la bobine par rapport à celle du générateur. Quelle expression respecte cet ordre de comparaison ?

\Delta\varphi=\varphi_u-\varphi_{u_C}

\Delta\varphi=\varphi_{u_b}-\varphi_i

\Delta\varphi=\varphi_u-\varphi_{u_b}

\Delta\varphi=\varphi_{u_b}-\varphi_u

Explication

Le déphasage demandé entre la bobine et le générateur s’écrit phase de la tension de la bobine moins phase de la tension du générateur. L’expression $\varphi_u-\varphi_{u_b}$ inverse l’ordre ; $\varphi_{u_C}$ concerne le condensateur et $\varphi_i$ l’intensité.

Answer

$$\Delta\varphi=\varphi_{u_b}-\varphi_u$$

Question 5

5. Pour analyser un circuit sinusoïdal, une élève veut représenter les tensions et comparer leurs phases. Quel outil graphique doit-elle construire ?

Un diagramme électrique formé de vecteurs d’intensité

Un diagramme de Fresnel formé de vecteurs de phaseurs

Un schéma du circuit formé de symboles normalisés

Un graphique temporel formé de courbes sinusoïdales

Explication

La représentation de Fresnel traduit les tensions sinusoïdales par des vecteurs de phaseurs, ce qui permet de déterminer des grandeurs électriques et les déphasages. Les courbes temporelles montrent l’évolution dans le temps, tandis qu’un schéma de montage décrit les connexions.

Answer

Un diagramme de Fresnel formé de vecteurs de phaseurs

Question 6

6. Un technicien dispose des tensions efficaces représentées par un diagramme de Fresnel pour un circuit RLC. Quelle démarche cette représentation peut-elle aussi permettre ?

Compléter l’analyse pour déterminer le courant efficace et des paramètres des composants

Remplacer les tensions efficaces par leurs valeurs instantanées à chaque instant

Déterminer la période du générateur sans exploiter les tensions représentées

Décrire les branchements de l’oscilloscope sans analyser le circuit

Explication

La représentation de Fresnel des tensions efficaces d’un circuit RLC peut être complétée pour déterminer l’intensité efficace, les résistances, l’inductance et la capacité. La période et les branchements de mesure ne constituent pas les paramètres que cette construction complète vise à établir.

Answer

Compléter l’analyse pour déterminer le courant efficace et des paramètres des composants

Question 7

7. Dans un circuit RLC série, un réglage du générateur produit un courant d’intensité maximale. Quelle relation de phase caractérise alors la résonance d’intensité ?

La tension du générateur et celle du condensateur sont en phase

La tension du générateur et l’intensité sont en phase

La tension du générateur et l’intensité ont un déphasage maximal

La tension du générateur est en avance sur l’intensité

Explication

À la résonance d’intensité, le courant atteint sa valeur maximale et le déphasage entre la tension du générateur et l’intensité est nul. Un régime inductif implique un déphasage non nul, et la tension du condensateur n’est pas la grandeur à laquelle cette propriété s’applique.

Answer

La tension du générateur et l’intensité sont en phase

Question 8

8. Dans un circuit série RLC, un voltmètre branché aux bornes de l’ensemble bobine-condensateur affiche zéro lorsque la fréquence du générateur est modifiée. Quelle conclusion cette observation permet-elle d’établir ?

Le circuit est en résonance d’intensité

Le circuit est en résonance de tension aux bornes du résistor

Le circuit ne laisse circuler aucun courant

La puissance moyenne consommée est nécessairement minimale

Explication

Dans un circuit série RLC, une tension nulle aux bornes de l’ensemble bobine-condensateur sert à établir la résonance d’intensité. Cela ne signifie ni que le courant est nul ni que la tension du résistor s’annule.

Answer

Le circuit est en résonance d’intensité

QCM : Oscillations électriques forcées (8 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un GBF alimente un circuit série RLC avec une tension sinusoïdale d’amplitude constante. Si l’on augmente sa pulsation, quelle grandeur change dans l’expression de la tension délivrée ?

2. Quels éléments sont associés en série dans le circuit RLC étudié ?

3. Pour comparer simultanément la tension du générateur $u(t)$ et la tension aux bornes de la bobine $u_b(t)$ , quel dispositif convient ?

4. On étudie le déphasage de la tension de la bobine par rapport à celle du générateur. Quelle expression respecte cet ordre de comparaison ?

5. Pour analyser un circuit sinusoïdal, une élève veut représenter les tensions et comparer leurs phases. Quel outil graphique doit-elle construire ?

6. Un technicien dispose des tensions efficaces représentées par un diagramme de Fresnel pour un circuit RLC. Quelle démarche cette représentation peut-elle aussi permettre ?

7. Dans un circuit RLC série, un réglage du générateur produit un courant d’intensité maximale. Quelle relation de phase caractérise alors la résonance d’intensité ?

8. Dans un circuit série RLC, un voltmètre branché aux bornes de l’ensemble bobine-condensateur affiche zéro lorsque la fréquence du générateur est modifiée. Quelle conclusion cette observation permet-elle d’établir ?

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QCM : Oscillations électriques forcées (8 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un GBF alimente un circuit série RLC avec une tension sinusoïdale d’amplitude constante. Si l’on augmente sa pulsation, quelle grandeur change dans l’expression de la tension délivrée ?

2. Quels éléments sont associés en série dans le circuit RLC étudié ?

3. Pour comparer simultanément la tension du générateur u(t)u(t)u(t) et la tension aux bornes de la bobine ub(t)u_b(t)ub​(t), quel dispositif convient ?

4. On étudie le déphasage de la tension de la bobine par rapport à celle du générateur. Quelle expression respecte cet ordre de comparaison ?

5. Pour analyser un circuit sinusoïdal, une élève veut représenter les tensions et comparer leurs phases. Quel outil graphique doit-elle construire ?

6. Un technicien dispose des tensions efficaces représentées par un diagramme de Fresnel pour un circuit RLC. Quelle démarche cette représentation peut-elle aussi permettre ?

7. Dans un circuit RLC série, un réglage du générateur produit un courant d’intensité maximale. Quelle relation de phase caractérise alors la résonance d’intensité ?

8. Dans un circuit série RLC, un voltmètre branché aux bornes de l’ensemble bobine-condensateur affiche zéro lorsque la fréquence du générateur est modifiée. Quelle conclusion cette observation permet-elle d’établir ?

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3. Pour comparer simultanément la tension du générateur $u(t)$ et la tension aux bornes de la bobine $u_b(t)$ , quel dispositif convient ?