Sujet physique
1597 mots
7 pages
I. CAPTEUR D’HUMIDITE (6 points) En météorologie, le degré hygroscopique permet de chiffrer le taux d’humidité x de l’air, en %. On se propose de mesurer cette grandeur d’une manière électronique en associant un capteur d’humidité avec une résistance variable R et une bobine d’inductance L = 100 mH, de résistance interne r. 1. Principe du capteur d’humidité. Un capteur d’humidité est un condensateur dont la capacité C varie en fonction du taux d’humidité x de l’environnement. La notice ci-dessous présente quelques caractéristiques de ce capteur : - gamme d’utilisation : 10 % < x < 90 % ; - C = 1,22 µF pour un taux d’humidité x = 43% ; - Sensibilité du capteur : s = dC /dx ; - La capacité C du capteur d’humidité varie en fonction du taux d’humidité selon la relation : C = 0,40 x - 16. Dans cette relation, x est donnée en % et C s’exprime en µF. 1.1 Déterminer la sensibilité > du capteur utilisé. 1.2 On place le capteur dans le circuit ci-dessous. Refaire le schéma et indiquer les branchements à effectuer sur un oscilloscope pour observer l’allure de la tension uAB aux bornes du condensateur au cours du temps. Par la suite, cette tension sera notée uc(t).A
E C L
B
On observe l’oscillogramme suivant :
R
1.3. Décrire les oscillations observées. Identifier le régime d’évolution de la tension aux bornes du condensateur. Quelle est la cause de la décroissance de l’amplitude des oscillations ?
TS
Bac Blanc 2005
Page 1 sur 6
1.4. Déterminer la pseudo-période des oscillations. Rappeler l’expression donnant la période propre d’un oscillateur (L, C). Calculer la capacité du condensateur en supposant que la pseudo-période est égale à cette période propre. En déduire le taux d’humidité x de l’environnement. 1.5 Comment peut-on repérer une variation du taux d’humidité avec le montage réalisé ? 2. Etude d’un circuit LC idéal. On néglige toute valeur de résistance dans le circuit : le condensateur de capacité C initialement chargé est branché aux bornes