#LyX 2.0 created this file. For more info see http://www.lyx.org/
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\align left
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
thispagestyle{empty}
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset VSpace 0.2in
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
\align center

\size giant
expEYES 
\size larger
Junior
\end_layout

\begin_layout Standard
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/ej-with-netbook-hr.jpg
	lyxscale 10
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
\align center

\size large
Manuel de l'utilisateur 
\end_layout

\begin_layout Standard
\align center

\size largest
EYES-JUNIOR
\end_layout

\begin_layout Standard
\align center
http://expeyes.in
\end_layout

\begin_layout Standard
\align center
d'après le
\end_layout

\begin_layout Standard
\align center
Projet PHOENIX
\begin_inset Newline newline
\end_inset

Inter-University Accelerator Centre 
\begin_inset Newline newline
\end_inset

(un centre de recherche de l'UGC)
\begin_inset Newline newline
\end_inset

New Delhi 110 067
\begin_inset Newline newline
\end_inset

www.iuac.res.in
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
Préface
\end_layout

\begin_layout Standard
Le projet PHOENIX (Physics with Home-made Equipment & Innovative Experiments)
 a démarré en 2004 par le Centre Inter-Universitaire d'Accélérateurs (IUAC)
 avec pour objectif l'amélioration de la formation scientifique dans les
 universités indiennes.
 Les deux activités principales de ce projet sont le développement de matériel
 de laboratoire à bas coût et la formation de professeurs.
\end_layout

\begin_layout Standard
expEYES Junior est une version modifiée de l'expEYES créé précédemment.
 Il est conçu comme un outil pour apprendre par l'expérience, adapté à l'enseign
ement secondaire et plus.
 Nous avons essayé d'en optimiser la conception pour en faire un outil simple,
 flexible, robuste et peu coûteux.
 Le prix très bas le rend accessible aux particuliers et nous espérons voir
 des étudiants réaliser des expériences en dehors des quatre murs d'un laboratoi
re, qui ferme quand sonne la cloche.
\end_layout

\begin_layout Standard
La conception du matériel est ouverte et libre de droits.
 Le logiciel est distribué sous la licence GNU General Public License.
 Le projet a bénéficié de la participation active et des contributions de
 la communauté d'utilisateurs et de nombreuses autres personnes en dehors
 de l'IUAC.
 Ce document a été relu par S Venkaramanan en refaisant les expériences
 décrites.
\end_layout

\begin_layout Standard
Le manuel utilisateur d'expEYES Junior est distribué sous la licence GNU
 Free Documentation License.
 Pour plus de détails au sujet du projet visitez le site web 
\shape italic
expeyes.in
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset space ~
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
Ajith Kumar B.P.
 
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset space ~
\end_inset

(ajith@iuac.res.in)
\end_layout

\begin_layout Standard
V V V Satyanarayana
\end_layout

\begin_layout Standard
Jimson Sacharias
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset space ~
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
traduction française
\begin_inset space ~
\end_inset

: Georges Khaznadar
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Newpage newpage
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset CommandInset toc
LatexCommand tableofcontents

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Chapter
Pour commencer
\end_layout

\begin_layout Section
Introduction 
\end_layout

\begin_layout Standard
La science est l'étude du monde physique par des observations systématiques
 et des expériences.
 Une bonne éducation scientifique est essentielle pour cultiver une société
 où le raisonnement et la pensée logique prévalent au lieu de la superstition
 et des croyances irrationnelles.
 L'éducation scientifique est aussi essentielle pour former suffisamment
 de techniciens, d'ingénieurs et de scientifiques pour l'économie du monde
 moderne.
 On admet largement que l'expérience personnelle issue d'expérimentations
 et d'observations réalisées soit par les étudiants, soit par des enseignants
 à titre de démonstration, soit essentielle à la pédagogie de la science.
 Cependant, presque partout la science est enseignée en grande partie à
 partir de livres de cours sans donner d'importance à l'expérimentation,
 en partie à cause du manque d'équipements.
 Sans surprise, la plupart des étudiants échouent à corréler leurs connaissance
 acquise en classe aux problèmes rencontrés dans la vie quotidienne.
 On peut jusqu'à un certain point corriger cela en enseignant la science
 à l'aide de questionnements et d'expériences.
\end_layout

\begin_layout Standard
L'avènement des ordinateurs personnels et leur banalisation a ouvert une
 nouvelle voie pour faire des expériences de laboratoire.
 L'ajout d'un peu de matériel à un ordinateur ordinaire peut le convertir
 en un laboratoire de sciences.
 Réaliser des mesures rapides avec une bonne précision autorise l'étude
 une large palette de phénomènes.
 Les expériences scientifiques impliquent en général la mesure et le contrôle
 de certains paramètres physiques comme la température, la pression, la
 vitesse, l'accélération, la force, la tension, le courant, etc.
 Si la grandeur physique étudiée évolue rapidement, il faut automatiser
 la mesure et un ordinateur devient utile.
 Par exemple, comprendre la variation de la tension alternative du secteur
 nécessite de la mesurer à chaque milliseconde.
\end_layout

\begin_layout Standard
La possibilité de réaliser des expériences avec une précision raisonnable
 ouvre aussi la possibilité d'une éducation scientifique orientée sur la
 recherche.
 Les étudiants peuvent comparer les données expérimentales avec des modèles
 mathématiques et examiner les lois fondamentales qui régissent de nombreux
 phénomènes.
 Le kit expEYES ( expEriments for Young Engineers & Scientists) est conçu
 pour permettre une grande variété d'expériences, de l'école à l'université.
 Il est aussi utilisable comme un équipement de test pour des ingénieurs
 en électronique ou des bricoleurs.
 L'architecture simple et ouverte d'expEYES permet aux utilisateurs de développe
r de nouvelles expériences, sans rentrer dans les détails de l'électronique
 et de la programmation d'ordinateurs.
 Ce manuel utilisateur décrit 
\shape italic
expEYES
\shape default
 Junior avec plusieurs expériences, et il y a aussi un manuel du programmeur.
\end_layout

\begin_layout Section
Le matériel
\end_layout

\begin_layout Standard
ExpEYES Junior est interfacé et alimenté grâce au port USB de l'ordinateur.
 Pour y connecter des signaux externes, il a plusieurs entrées/sorties,
 situées de chaque côté, comme montré sur la figure 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:The-ExpEYES-toppanel"

\end_inset

.
 Il peut surveiller et contrôler des tensions à ses connexions.
 Pour mesurer d'autres paramètres (tels que la température, la pression,
 etc.), on a besoin de les convertir en signaux électriques à l'aide de capteurs
 adéquats.
\end_layout

\begin_layout Standard
Bien que notre premier objectif soit de faire des expériences, nous vous
 conseillons de lire la brève description du matériel ci-dessous.
 L'appareil peut être aussi utilisé comme matériel de test pour des expériences
 d'électricité et d'électronique.
\end_layout

\begin_layout Paragraph*

\shape italic
IMPORTANT : 
\end_layout

\begin_layout Standard

\emph on
Les tensions extérieures connectées à 
\shape italic
\emph default
expEYES doivent être comprises dans les limites autorisées.
 Les entrées A1 et A2 doivent être dans l'intervalle 
\begin_inset Formula $\pm5$
\end_inset

 V et les entrées IN1 et IN2 doivent être dans l'intervalle de 0 à 5
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
 Si on dépasse ces limites, un message d'erreur clignotant apparaît.
 Si le programme cesse de fonctionner, terminez-le et reconnectez le câble
 USB pour relancer l'appareil.
 Des tension excessives peuvent provoquer des dommages permanents.
 Pour mesurer des tensions plus hautes, diminuez-les en utilisant des diviseurs
 de tensions.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/top-panel.png
	lyxscale 50
	height 9cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
La face avant d'ExpEYES avec les connexions externes des deux côtés.
 Le numéros de canal apparaissant à certaines bornes sont destinées à ceux
 qui écrivent des logiciels pour y accéder.
 Les flèches indiquent la direction des signaux, par exemple la flèche de
 
\begin_inset Formula $A1\Rightarrow1$
\end_inset

 signifie que le signal de la borne A1 va vers le canal numéro 1.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:The-ExpEYES-toppanel"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection
Connexions externes
\end_layout

\begin_layout Standard
Les fonctions des bornes des entrées/sorties externes sont expliquées brièvement
 ci-dessous.
\end_layout

\begin_layout Paragraph*
Source de tension programmable, 
\emph on
Programmable Voltage Source
\emph default
 (PVS) :
\end_layout

\begin_layout Standard
On peut la régler, par logiciel, à toute valeur de l’intervalle de 0 à +5
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
 La résolution est de 12 bit, ce qui implique un échelon de tension minimal
 de quelques 1.25
\begin_inset space ~
\end_inset

mV.
 Il y a un affichage de contrôle pour vérifier la tension de PVS.
\end_layout

\begin_layout Paragraph*
Entrées analogiques
\begin_inset Formula $\pm5\, V$
\end_inset

, 
\emph on
Analog Inputs
\emph default
 (A1 & A2) : 
\end_layout

\begin_layout Standard
Celles-ci peuvent mesurer des tensions dans l'intervalle 
\begin_inset Formula $\pm5\, V$
\end_inset

 .
 La résolution du convertisseur analogique-numérique (ADC) utilisé est de
 12 bits.
 On peut afficher la tension à ces bornes en fonction du temps, ce qui remplit
 une fonction d'oscilloscope à basse fréquence.
 La plus grande vitesse d'échantillonnage est de 250
\begin_inset space ~
\end_inset

000 mesures par seconde.
\end_layout

\begin_layout Paragraph*
Entrées analogiques
\begin_inset Formula $0-5\, V$
\end_inset

, 
\emph on
Analog Inputs
\emph default
 (IN1 & IN2):
\end_layout

\begin_layout Standard
Ces bornes peuvent mesurer des tensions dans l'intervalle de 0 à 5
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
\end_layout

\begin_layout Paragraph*
Entrée pour capteur résistif, 
\emph on
Resistive Sensor Input
\emph default
 (SEN):
\end_layout

\begin_layout Standard
Elle est conçue principalement pour des capteurs comme des photo-résistances,
 des photo-transistors, etc.
 SEN est reliée à +5
\begin_inset space ~
\end_inset

V à l'aide d'une résistance de 
\begin_inset Formula $5.1k\Omega$
\end_inset

.
 Elle est aussi reliée à un comparateur analogique interne.
\end_layout

\begin_layout Paragraph*
Entrées numériques, 
\emph on
Digital Inputs
\emph default
 (IN1 & IN2):
\end_layout

\begin_layout Standard
Les entrées IN1, IN2 peuvent être utilisées comme entrées analogiques ou
 comme entrées numériques.
 Dans le mode numérique, toute tension inférieure à 1
\begin_inset space ~
\end_inset

V est considérée comme un 0 logique (BAS) et toute tension supérieure à
 2,5
\begin_inset space ~
\end_inset

V est considérée comme un 1 logique (HAUT).
 Si la tension d'entrée change périodiquement entre BAS et HAUT, ces bornes
 permettent de mesurer la fréquence et le rapport cyclique du signal connecté.
 L'intervalle de temps entre les changement de tension à ces bornes peut
 être mesuré avec une résolution de l'ordre de la micro-seconde.
\end_layout

\begin_layout Paragraph*
Sortie numérique, 
\emph on
Digital Output
\emph default
 (OD1) :
\end_layout

\begin_layout Standard
La tension à OD1 peut être réglées à 0 ou 5
\begin_inset space ~
\end_inset

V, par logiciel.
\end_layout

\begin_layout Paragraph*
Signaux carrés, 
\emph on
Square Waves
\emph default
 SQR1 & SQR2 : 
\end_layout

\begin_layout Standard
La tension de ces sorties oscille entre 0 et 5
\begin_inset space ~
\end_inset

V et la fréquence peut varier de 0,7
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz à 100
\begin_inset space ~
\end_inset

kHz.
 Toutes les valeurs intermédiaires de fréquences ne sont pas possibles.
 Il est possible de régler SQR1 et SQR2 à des fréquences différentes.
 Il est aussi possible de les régler à la même fréquence, avec une différence
 de phase spécifique entre les deux.
 Ces sorties peuvent aussi être programmées pour générer des signaux par
 modulation d'impulsions, 
\emph on
Pulse Width Modulation
\emph default
 (PWM).
 SQR1 est connectée au canal 6 pour la lecture de contrôle et SQR2 est connectée
 au canal 7.
\end_layout

\begin_layout Standard
Si on règle la fréquences à 0
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz, ça force la sortie à HAUT et si on la règle à 
\begin_inset Formula $-1$
\end_inset

 ça la force à BAS
\begin_inset space ~
\end_inset

; dans les deux cas la génération de signal carré est désactivée.
 Quand la génération de signal carré est désactivée, SQR1 et SQR2 peuvent
 servir de sorties numériques sur les canaux 8 et 9 respectivement.
\end_layout

\begin_layout Standard
La sortie SQR1 a une 
\series bold
résistance en série
\series default
 de 
\series bold
\shape slanted

\begin_inset Formula $100\,\Omega$
\end_inset


\series default
\emph on
 qui lui permet de piloter des DELs directement.
 Un protocole de transmission infrarouge est implémenté sur SQR1.
\end_layout

\begin_layout Paragraph*
Transmission infrarouge
\end_layout

\begin_layout Standard
Une diode infrarouge connectée à SQR1 peut transmettre des données en utilisant
 un protocole de transmission par infrarouges.
 La transmission à 4 octets peut être utilisée pour émuler les télécommandes
 TV ordinaires.
 Elle supporte aussi une transmission à un octet qui peut être reçue par
 un programme fonctionnant sur un micro-contrôleur
\begin_inset Foot
status open

\begin_layout Plain Layout
http://expeyes.in/micro-controllers-for-hobby-projects-and-education
\end_layout

\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Paragraph*
Sortie sinusoïdale SINE
\begin_inset space ~
\end_inset

:
\end_layout

\begin_layout Standard
C'est un générateur de signal sinusoïdal à fréquence fixe, la fréquence
 est de quelques 150
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz.
 Il s'agit d'un signal bipolaire avec une amplitude proche de 4
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
\end_layout

\begin_layout Paragraph*
Source de courant constant, 
\emph on
Constant Current Source
\emph default
 (CCS)
\begin_inset space ~
\end_inset

: 
\end_layout

\begin_layout Standard
La source de courant constant peut être 
\begin_inset Quotes fld
\end_inset

allumée
\begin_inset Quotes frd
\end_inset

 et 
\begin_inset Quotes fld
\end_inset

éteinte
\begin_inset Quotes frd
\end_inset

 par logiciel.
 Sa valeur nominale est 1
\begin_inset space ~
\end_inset

mA mais peut varier d'un appareil à l'autre, suivant les tolérances des
 composants.
 Pour mesurer sa valeur exacte, connectez un ampèremètre entre CCS et la
 masse GND.
 Un autre méthode consiste à connecter une résistance connue (de l'ordre
 de 
\begin_inset Formula $3,3\, k\Omega$
\end_inset

) et à mesurer la chute de tension entre ses bornes.
 La résistance de charge doit être inférieure à 
\begin_inset Formula $4\, k\Omega$
\end_inset

 pour cette source de courant.
\end_layout

\begin_layout Paragraph*
Microphone (MIC)
\begin_inset space ~
\end_inset

:
\end_layout

\begin_layout Standard
Il y a un microphone à condensateur intégré, près de CCS.
 Sa sortie, amplifiée 51 fois, est disponible sur la sortie MIC.
 Il suffit de la connecter à A1 ou A2 pour la visualiser.
\end_layout

\begin_layout Paragraph*
Amplificateur inverseur (IN->OUT)
\begin_inset space ~
\end_inset

: 
\end_layout

\begin_layout Standard
L'amplificateur inverseur est implémenté à l'aide d'un amplificateur opérationne
l TL084.
 
\begin_inset Formula $R_{f}=51\, k\Omega$
\end_inset

 et 
\begin_inset Formula $R_{i}=1000\,\Omega$
\end_inset

, ce qui donner le gain maximal de 
\begin_inset Formula $\frac{51000}{1000}=51$
\end_inset

.
 On peut réduire le gain en connectant l'entrée à travers une résistance
 en série.
 Par exemple si on utilise une résistance en série de valeur 
\begin_inset Formula $50\, k\Omega$
\end_inset

, on en fait un inverseur à gain unitaire.
\end_layout

\begin_layout Paragraph*
Masse, 
\emph on
Ground
\emph default
 (GND)
\emph on

\begin_inset space ~
\end_inset


\emph default
: 
\end_layout

\begin_layout Standard
Les quatre bornes marquées GND sont les masses de référence.
 Toutes les tensions mesurées/générées sont définies par rapport à ces bornes.
\end_layout

\begin_layout Subsection
Ensemble d'accessoires
\end_layout

\begin_layout Standard
Quelques accessoires sont livrés avec expEYES Junior, une photographie est
 présentée sur le dos de couverture du manuel.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Pinces crocodile équipées de fils (4)
\begin_inset space ~
\end_inset

: s'il est question de changer la connexion à n'importe quelle borne plusieurs
 fois pendant une expérience, il est plus facile de faire la connexion à
 l'aide de la pince crocodile fournie.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Bobines 3000 tours (2)
\begin_inset space ~
\end_inset

: fil de cuivre émaillé 44SWG, inductance
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $\approx125\, mH$
\end_inset

, résistance
\begin_inset space ~
\end_inset


\begin_inset Formula $\approx560\,\Omega$
\end_inset

.
 On utilise ces bobines pour l'étude de l'inductance, l'induction électromagnéti
que, etc.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Disques piézo-électriques (2)
\begin_inset space ~
\end_inset

: leur fréquence de résonance est d'environ 
\begin_inset Formula $3,5\, kHz$
\end_inset

.
 On peut les alimenter avec SQR1 ou SQR2.
 Les disques sont montés dans une coquille plastique formant une cavité
 de résonance, qui augmente l'amplitude du son produit.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Moteur à courant continu
\begin_inset space ~
\end_inset

: à alimenter par une tension continue de moins de 3
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Aimants permanents
\begin_inset space ~
\end_inset

: (a) diamètre et longueur 10
\begin_inset space ~
\end_inset

mm, (b) diamètre 5
\begin_inset space ~
\end_inset

mm et longueur 10
\begin_inset space ~
\end_inset

mm, (c) aimants 
\begin_inset Quotes fld
\end_inset

boutons
\begin_inset Quotes frd
\end_inset

 (2).
\end_layout

\begin_layout Itemize
DELs 5
\begin_inset space ~
\end_inset

mm
\begin_inset space ~
\end_inset

: rouge, bleue, verte, blanche.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Condensateurs
\begin_inset space ~
\end_inset

: 
\begin_inset Formula $47\,\mu F$
\end_inset

, 
\begin_inset Formula $1\,\mu F$
\end_inset

, 
\begin_inset Formula $0,1\,\mu F$
\end_inset

, et 
\begin_inset Formula $0,01\,\mu F$
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Résistances
\begin_inset space ~
\end_inset

: 
\begin_inset Formula $560\,\Omega$
\end_inset

, 
\begin_inset Formula $1\, k\Omega$
\end_inset

, 
\begin_inset Formula $2,2\, k\Omega$
\end_inset

 , 
\begin_inset Formula $10\, k\Omega$
\end_inset

 , 
\begin_inset Formula $51\, k\Omega$
\end_inset

 et 
\begin_inset Formula $200\, k\Omega$
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Photorésistance et thermistance.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Deux diodes au silicium (1N4148) et un transistor ( 2N2222)
\end_layout

\begin_layout Itemize
5 bouts de fil électrique (8
\begin_inset space ~
\end_inset

cm) et un tournevis.
\end_layout

\begin_layout Section
Installation du logiciel
\end_layout

\begin_layout Standard
ExpEYES peut fonctionner sur tout ordinateur disposant d'un interpréteur
 Python et d'un module Python pour accéder au port série.
 L'interface USB est prise en charge par le programme pilote qui présente
 le port USB comme un port RS232 aux programmes d'applications.
 La communication avec le boîtier expEYES est réalisée à l'aide d'une bibliothèq
ue écrite en langage Python (aussi disponible avec une source en langage
 C).
 Des programmes avec une interface utilisateur graphique ont été écrits
 pour de nombreuses expériences.
 Il y a plusieurs façons de mettre en route le logiciel
\begin_inset space ~
\end_inset

:
\end_layout

\begin_layout Subsubsection*
Le CDROM vif (Live CD) expEYES
\end_layout

\begin_layout Standard
La façon la plus simple de commencer est de démarrer votre PC avec le CDROM
 vif expEYES.
 Assurez-vous dans le BIOS du PC que le lecteur de CDROM soit le premier
 disque de démarrage, insérerez le CDROM vif et démarrez votre PC.
 Un bureau va apparaître et vous pouvez lancer expEYES Junior depuis le
 menu 
\series bold
Applications->Science
\series default
->EYES-Junior.
 On peut aussi le lancer depuis un Terminal à l'aide de la commande
\begin_inset space ~
\end_inset

:
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
$ expeyes-junior
\end_layout

\begin_layout Subsubsection*
Installation dans une distribution GNU/Linux Debian ou Ubuntu
\end_layout

\begin_layout Standard
Installez le paquet officiel 
\family typewriter
\series bold
expeyes
\family default
\series default

\begin_inset space ~
\end_inset

; par le jeu des dépendances, vous aurez en plus tous les autres paquets
 nécessaires au bon fonctionnement.
\end_layout

\begin_layout Subsubsection*
Pour les autres distributions GNU/Linux
\end_layout

\begin_layout Standard
Téléchargez 
\series bold
expeyes-junior.tgz
\series default
 depuis 
\series bold
http://expeyes.in
\series default
 et suivez les instructions du fichier README.
 Il est important de donner des droits de lecture/écriture à tous les utilisateu
rs pour le port USB où expEYES est connecté.
\end_layout

\begin_layout Subsubsection*
Sur MSWindows
\end_layout

\begin_layout Standard
Même si expEYES est un logiciel libre développé à l'aide de logiciels libres
 et ouverts, il fonctionne aussi sur des plate-formes non-libres.
 Pour l'installer sur MSWindows, il vous faut (1) des pilotes MCP2200, (2)
 Python-2.x , python-serial, python-tk, python-numpy et python-scipy, et
 (3) expeyes-junior.zip
\end_layout

\begin_layout Standard
Dézipper le fichier 
\series bold
expeyes-junior.zip
\series default
, et double-cliquer sur 
\series bold
croplus.py
\series default
 dans le répertoire nouvellement créé, de nom EYES.
 Si vous avez le CDROM vif expEYES, naviguez dans le répertoire nommé EYESJUN.
 Tous les fichiers mentionnés ci-dessus sont dans ce répertoire.
 Double-cliquer ces fichiers dans l'ordre cité ci-dessus pour les installer.
 Voir la section logicielle dans le site web expeyes pour plus de détails.
\end_layout

\begin_layout Section
Le programme graphique principal
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/benchmark.png
	lyxscale 50
	width 11cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
L'écran de croplus affichant un signal sinusoïdal connecté à A1.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:The-croplus-screen."

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
Démarrez Applications->Science->EYES-Junior depuis le menu.
 Un écran d'oscilloscope à quatre voies avec de nombreuses possibilités
 supplémentaires va s'ouvrir comme montré à la figure 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:The-croplus-screen."

\end_inset

.
 Le bouton 
\shape italic

\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{EXPERIMENTS}
\end_layout

\end_inset

 
\shape default
ouvre un menu surgissant pour plusieurs expériences.
\end_layout

\begin_layout Subsubsection*
La fenêtre des graphiques
\end_layout

\begin_layout Standard
La fenêtre des graphiques fonctionne comme un oscilloscope à quatre voies
 à basse fréquence.
 La vitesse d'échantillonnage maximale est de 250
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz seulement, ce qui suffit quand même pour explorer le domaine des fréquences
 audio.
 Une brève description de ce programme graphique est donnée ci-dessous.
\end_layout

\begin_layout Itemize
À gauche, les entrées (A1,A2,IN1,IN2,SEN et les retours en lecture de SQR1
 & SQR2) sont affichés.
 
\emph on
Un clic sur n'importe lequel d'entre eux affichera la tension/le niveau
 logique présent
\emph default
.
 Pour tracer la courbe de l'un d'entre eux, tirer-glisser celui-ci sur la
 voie désirée (CH1 à CH4).
 Les noms des entrées sélectionnées pour l'affichage sont montrés à la droite
 de la fenêtre des graphiques, avec une couleur particulière pour chaque
 voie.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Pour l'aide en ligne, placer le curseur sur n'importe quel item, et maintenir
 pressé le bouton gauche de la souris.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Les graphiques sont générés en capturant la tension aux entrées sélectionnées.
 Des actions supplémentaires peut être faites pour chaque capture.
 Par exemple, si on tire-glisse ATR sur A1, on sélectionne A1 comme source
 du trigger (détecteur de seuil) analogique, ce qui est similaire à ce qu'on
 fait avec un oscilloscope ordinaire.
 D'autres sortes de modificateurs sont aussi implémentés.
 Par exemple, quand on tire-glisse SHI sur OD1, cela force OD1 à HAUT au
 début de chaque capture et le force à BAS à la fin.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Quand on tire-glisse n'importe laquelle des voies, CH1 à CH4, vers FIT,
 on déclenche le calcul de l'amplitude et de la fréquence en modélisant
 les données à l'aide de l'équation 
\begin_inset Formula $V=V_{0}\sin\left(2\pi ft+\theta\right)+C$
\end_inset

 , 
\begin_inset Formula $V_{0}$
\end_inset

 et 
\begin_inset Formula $f$
\end_inset

 seront affichés.
 Quand on tire-glisse la voie vers NML on désactive l'option FIT.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Un clic droit sur IN1, IN2, SEN, SQR1 ou SQR2 permet de mesurer la fréquence
 et le rapport cyclique du signal de tension présent à cette borne.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Si deux canaux adjacents sont affectés, en cliquant-droit sur le premier
 on calcule la fréquence et la différence de phase entre les deux entrées.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Quand on tire-glisse une voie sur FTR on affiche le spectre de Fourier du
 signal dans une fenêtre distincte.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Pour retirer une voie de l'affichage, il faut la tirer-glisser vers DEL.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Il y a un réglage d'échelle horizontale (ms/division).
 On le règle au minimum et on l'augmente pour visualiser plus de cycles
 sur l'écran.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Il y a un réglage d'échelle verticale (V/division).
 La valeur maximale est de 5
\begin_inset space ~
\end_inset

V par division.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Des ascenseurs de décalage vertical sont fournis pour chaque voie pour décaler
 sa trace vers le haut ou vers le bas.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Le bouton à cocher BOUCLE permet de choisir le mode monocoup/permanent pour
 le mode de scan.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Les traces peuvent être transférées à une fenêtre graphique Grace, à l'aide
 du bouton XMG.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Il y a un bouton Enregistrer pour enregistrer les données dans un fichier
 en format texte à deux colonnes.
\end_layout

\begin_layout Standard
En plus de ces propriétés d'oscilloscope, on peut aussi contrôler SQR1,
 SQR2, PVS etc.
 depuis l'interface graphique.
 On peut exécuter des fonction Python pour accéder au matériel depuis une
 fenêtre de commande.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Pour les signaux carrés, la fréquence et la différence de phase en pourcentage
 sont entrées dans deux champs testes.
 On peut assigner à SQR1 & SQR2 deux fréquences différentes ou la même fréquence
 avec une différence de phase donnée.
 Ré-activez les boutons à cocher après avoir modifié la fréquence ou la
 différence de phase.
\end_layout

\begin_layout Itemize
On peut aussi régler SQR1 à l'aide d'un curseur graphique.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Pour régler PVS, entrez la tension (entre 0 et 5) et appuyez sur la touche
 Entrée.
 La sortie PVS dispose d'un afficheur de contrôle et sa valeur s'affiche
 dans le champ de message.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Des boutons à cocher sont fournis pour contrôler OD1 et CCS.
\end_layout

\begin_layout Itemize
On peut mesurer des condensateurs branchés entre IN1 et la masse GND.
\end_layout

\begin_layout Itemize
On peut entrer des fonctions Python pour communiquer avec le matériel dans
 une fenêtre de commande.
\end_layout

\begin_layout Section
Mesures de base à l'aide d'expEYES
\end_layout

\begin_layout Standard
Avant de commencer les expériences, faisons quelques exercices simples pour
 nous familiariser avec expEYES Junior.
 Démarrez votre ordinateur avec le CDROM vif, connectez l'appareil à un
 port USB et démarrez le programme EYES Junior depuis le menu 
\begin_inset Quotes fld
\end_inset

Applications->Science
\begin_inset Quotes frd
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Subsection
Générer & mesurer des tension
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter PVS à IN1 et assigner IN1 à CH1
\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler PVS à une tension quelconque et observer la trace
\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer sur IN1 pour afficher la tension.
\end_layout

\begin_layout Subsection
Observer des signaux de tension
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter SINE à A1 et assigner A1 à CH1
\end_layout

\begin_layout Itemize
Ajuster l'échelle horizontale (ms/Div) pour voir 4 ou 5 cycles du signal
 carré
\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler la fréquence à 100 et cocher SQR1.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Assigner SQR1 à CH2
\end_layout

\begin_layout Itemize
Changer la fréquence.
 Décocher et cocher à nouveau SQR1.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Essayer les options FIT et FTR.
\end_layout

\begin_layout Subsection
Mesurer une fréquence & un rapport cyclique
\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler SQR1 à 1000
\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer droit sur SQR1 pour afficher la fréquence et le rapport cyclique.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Pour régler la fréquence à 488
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz et le rapport cyclique à 30%, entrer 
\shape italic
set_sqr1_pwm(30)
\begin_inset Foot
status collapsed

\begin_layout Plain Layout

\shape italic
Pour des informations au sujet des commandes, se référer au manuel du programmeu
r.
\end_layout

\end_inset

 
\shape default
dans la fenêtre de commande.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Recommencer la mesure en faisant un clic droit sur SQR1.
\end_layout

\begin_layout Subsection
Précision et résolution
\end_layout

\begin_layout Standard
La figure 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:The-croplus-screen."

\end_inset

 montre un signal sinusoïdal de 3
\begin_inset space ~
\end_inset

V, 3000,5
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz issu d'un générateur de fonction Agilent 33220A, connecté à A1.
 La tension présente en IN1 est mesurée à l'aide d'un multimètre Keithley
 2100, comme 3,000
\begin_inset space ~
\end_inset

V avec une précision de 2
\begin_inset space ~
\end_inset

mV.
 La fréquence du signal sinusoïdal audio est mesurée avec une erreur inférieure
 à 0,1
\begin_inset space ~
\end_inset

%.
 La mesure de tension a une résolution de 12 bits mais la précision absolue
 peut légèrement varier avec la température ambiante.
\end_layout

\begin_layout Section
Expériences
\end_layout

\begin_layout Standard
Le matériel d'expEYES peut générer/mesurer différentes sortes de signaux
 de tension.
 Pour mesurer n'importe quel autre paramètre, il faut le convertir en une
 tension, à l'aide de capteurs appropriés.
 Par exemple un capteur de température donnera une tension indiquant la
 température.
\end_layout

\begin_layout Standard
Un programme avec interface graphique est fourni pour chaque expérience
 décrite dans ce manuel.
 Cependant, il est possible d'en faire autant en écrivant quelques lignes
 de code en langage Python.
 Toute la communication avec expEYES est réalisée à l'aide d'une bibliothèque
 Python nommée 
\shape italic
eyesj.py
\shape default
.
 L'analyse des données et leur affichage est aussi réalisé en Python.
 Si ça vous intéresse de développer de nouvelles expériences basées sur
 ExpEYES, ce serait une bonne idée d'étudier le langage de programmation
 Python.
 Pratiquement chaque expérience peut être étendue d'une façon ou d'une autre
 et quelques suggestions sont faites dans ce sens.
\end_layout

\begin_layout Standard
Les chapitres suivants décrivent des expériences sur divers sujets comme
 l'électricité, le magnétisme, l'électronique, le son, la chaleur, etc.
 Comme le kit expEYES est destiné à l'auto-apprentissage, nous avons inclus
 quelques expériences extrêmement triviales au début.
\end_layout

\begin_layout Chapter
Électricité
\end_layout

\begin_layout Standard
Nous commencerons avec la tâche très simple de mesurer la tension d'une
 pile.
 Ensuite nous introduirons le courant et la résistance, et ensuite des résistanc
es qui changent en fonction de la température et de la lumière.
 Le concept de Courant Alternatif est introduit en traçant la tension en
 fonction du temps.
 Le comportement de circuits comme des condensateurs et des bobinages en
 courant alternatif et continu est examiné, en mesurant des éléments tels
 que l'amplitude, la fréquence et la phase.
 La réponse transitoire d'une résistance et d'un condensateur en série est
 utilisée pour mesurer la capacité.
 L'inductance est aussi mesurée de la même façon.
 L'analyse de Fourier de signaux est réalisée pour étudier des harmoniques.
 L'intégration et la différenciation d'un signal carré à l'aide de circuits
 RC est aussi abordée.
\end_layout

\begin_layout Standard
Pour chaque expérience, réalisez les connexions selon le diagramme donné.
\end_layout

\begin_layout Section
Mesurer la tension
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Apprendre à mesurer une tension à l'aide d'expEYES et se faire une idée
 du concept de masse électrique (GND).
 Une pile et deux fils sont nécessaires.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/measure-dc.png
	height 1cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer sur A1 pour afficher la tension
\end_layout

\begin_layout Itemize
Recommencer en inversant les connexions de la pile.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Les tensions mesurées sont +1,5 et -1,5
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
\end_layout

\begin_layout Standard
On mesure la différence de potentiel entre deux points.
 L'un d'eux peut être traité comme étant à zéro volt, ou le potentiel de
 la masse (Ground, GND).
 Les points de mesure de la tension d'expEYES mesurent la tension relative
 aux bornes marquées GND.
 Nous avons connecté la borne négative de la pile à la masse (GND).
 La borne positive est à +1,5
\begin_inset space ~
\end_inset

V par rapport à la borne négative.
 
\emph on
Est-ce que la tension correcte sera affichée si GND n'est pas connecté
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
Si la tension d'entrée est dans l’intervalle de 0 à 5
\begin_inset space ~
\end_inset

V, utilisez iN1, qui est directement connectée à l'entrée du convertisseur
 analogique-numérique.
 La résolution des entrées bipolaires A1 et A2 est moitié moins fine que
 celle de IN1.
 Des erreurs de décalage et de gain des amplificateurs-décaleurs peuvent
 aussi affecter la précision de A1 & A2.
\end_layout

\begin_layout Section
Tension, courant & résistance
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Étudier le courant, la résistance et la loi d'Ohm, à l'aide d'une paire
 de résistances.
 La tension aux bornes d'un conducteur 
\begin_inset Quotes fld
\end_inset

ohmique
\begin_inset Quotes frd
\end_inset

 est directement proportionnelle au courant qui le traverse.
 La constante de proportionnalité s'appelle la résistance.
 Ceci est connu sous le nom de Loi d'Ohm, selon l'expression mathématique
\begin_inset Formula 
\[
U\varpropto I\,\,\,;\,\,\,\, U=RI\,\,\,\,\mbox{{ou}}\,\,\, R=\frac{U}{I}
\]

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/resistors.png
	height 0.8cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler PVS.
 Notez la valeur réelle de la tension depuis le champ de message.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer sur IN1 pour mesurer sa tension.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Répéter pour diverses valeurs de PVS.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Répéter pour d'autres valeurs de résistance.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
On mesure la tension totale et la tension aux bornes de 
\begin_inset Formula $R_{1}$
\end_inset

.
 La tension aux bornes de 
\begin_inset Formula $R_{2}$
\end_inset

est 
\begin_inset Formula $U_{PVS}-U_{R1}$
\end_inset

.
 Le courant qui traverse 
\begin_inset Formula $R_{1}$
\end_inset

, 
\begin_inset Formula $I=U_{R1}/R1$
\end_inset

.
 La même quantité de courant traverse 
\begin_inset Formula $R_{2}$
\end_inset

 et la tension aux bornes de 
\begin_inset Formula $R_{2}$
\end_inset

 peut se calculer à l'aide de 
\begin_inset Formula $U_{R1}=R_{1}I$
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Tabular
<lyxtabular version="3" rows="4" columns="5">
<features tabularvalignment="middle">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout

\size footnotesize
\begin_inset Formula $V_{PVS}$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout

\size footnotesize
\begin_inset Formula $U_{IN1}=U_{R1}$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout

\size footnotesize
\begin_inset Formula $I=\frac{U_{IN1}}{1000}$
\end_inset

A
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout

\size footnotesize
\begin_inset Formula $U_{R2}=U_{PVS}-U_{IN1}$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout

\size footnotesize
\begin_inset Formula $U_{R2}=I\times2.2k$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
1
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
0,313
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
0,313
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
0,687
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
0,688
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
2
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
0,626
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
0,626
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
1,374
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
1,377
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
3
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
0,94
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
0,94
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
2,06
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
2,07
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
</lyxtabular>

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
On peut généraliser ça en connectant trois résistances en série et en connectant
 les jonctions à IN1 et IN2.
 On peut aussi connecter une résistance de 
\begin_inset Formula $5,1\, k\Omega$
\end_inset

 de SEN à GND et mesurer la tension au niveau de SEN.
 Notez bien que SEN est connectée intérieurement à 5
\begin_inset space ~
\end_inset

V à l'aide d'une résistance de 
\begin_inset Formula $5,1\, k\Omega$
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Section
Calibration de la source de courant
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "sec:Calibrating-Current-Source"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
La valeur réelle du courant issu de la source de courant constant peut être
 différente de la valeur nominale 
\begin_inset Formula $1\, mA$
\end_inset

, à cause de la tolérance des composants utilisés.
 On peut mesurer sa valeur en connectant un ampèremètre entre CCS et GND,
 ou en connectant une résistance connue à CCS et en mesurant la tension
 à ses bornes.
 La résistance doit avoir une valeur comprise entre 
\begin_inset Formula $2\, k\Omega$
\end_inset

 et 
\begin_inset Formula $4\, k\Omega$
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/ccs-calib.png
	height 0.8cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Activer CCS 
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
La valeur mesurée de la résistance est 
\begin_inset Formula $3,876\, k\Omega$
\end_inset

 et la tension est 
\begin_inset Formula $3,725\, V$
\end_inset

.
 La vraie valeur du courant constant est dans ce cas 
\begin_inset Formula $3,725/3,876=0,961\, mA$
\end_inset

.
 
\end_layout

\begin_layout Standard
Pour une meilleure précision, la valeur corrigée devrait être utilisée dans
 les expériences qui mettent en jeu CCS.
\end_layout

\begin_layout Section
Résistances en série
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Trouver la résistance qui résulte de la mise en série de conducteurs ohmiques,
 
\begin_inset Formula $R=R_{1}+R_{2}+\cdots$
\end_inset

, à l'aide d'une source de courant constant.
 On utilise des résistances de 
\begin_inset Formula $560\,\Omega$
\end_inset

 et de 
\begin_inset Formula $1\, k\Omega$
\end_inset

 .
 
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/res-series.png
	height 0.8cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter 
\begin_inset Formula $R_{1}$
\end_inset

, 
\begin_inset Formula $R_{2}$
\end_inset

 séparément puis ensemble.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Mesurer IN1 dans chaque cas.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Tabular
<lyxtabular version="3" rows="4" columns="2">
<features tabularvalignment="middle">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $R\,(\Omega)$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $U_{IN1}\,(V)$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
560
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
0,558
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
1000
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
0,998
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
1000+560
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
1,556
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
</lyxtabular>

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
Comme le courant est le même, la chute de potentiel totale donne la résistance
 effective.
 On peut voir qu'elle est la somme des valeurs individuelles, à l'erreur
 de mesure près.
 Pour des valeurs plus précises, utilisez la valeur du courant mesurée comme
 expliqué à la partie 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "sec:Calibrating-Current-Source"

\end_inset

, au lieu de 
\begin_inset Formula $1\, mA$
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Section
Résistances en parallèle
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Trouver la résistance effective de la mise en parallèle de conducteurs ohmiques
 donnés, théoriquement donnée par 
\begin_inset Formula $\frac{1}{R}=\frac{1}{R_{1}}+\frac{1}{R_{2}}+\cdots$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure 
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/res-parallel.png
	height 1cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter une résistance de 
\begin_inset Formula $1\, k\Omega$
\end_inset

 entre CCS et la masse GND.
\end_layout

\begin_layout Itemize
En faire autant avec deux résistances connectées en parallèle.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Tabular
<lyxtabular version="3" rows="3" columns="2">
<features tabularvalignment="middle">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $R_{\mbox{{connectée}}}(\Omega)$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $U_{\mbox{{mesurée}}}(V)$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
1000
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
1.008
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
1000
\begin_inset Formula $\parallel$
\end_inset

1000
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
0.503
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
</lyxtabular>

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
Comme nous connaissons le courant, nous pouvons calculer la résistance à
 partir de la tension mesurée.
 Selon la tension mesurée, la résistance de la combinaison en parallèle
 est 
\begin_inset Formula $\frac{0.503\, V}{0.001\, A}=503\,\Omega$
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Section
Mesurer une résistance par comparaison
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "sec:Measure-resistance-by"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Apprendre à utiliser la loi d'Ohm pour trouver la valeur d'une résistance
 inconnue en la comparant avec une résistance connue.
 La différence de potentiel aux bornes d'une résistance est donnée par 
\begin_inset Formula $U=RI$
\end_inset

 .
 Si la même valeur de courant traverse les deux résistances différentes,
 le quotient des tensions sera le même que le quotient des résistances,
 
\begin_inset Formula $I=\frac{U_{1}}{R_{1}}=\frac{U_{2}}{R_{2}}$
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure 
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/res-compare.png
	height 0.8cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter la résistance inconnue 
\begin_inset Formula $R$
\end_inset

 entre PVS et IN1.
\begin_inset Foot
status open

\begin_layout Plain Layout
On utilise IN1 ou IN2 quand le potentiel est entre 0 et 5
\begin_inset space ~
\end_inset

V, pour une meilleure résolution.
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter 
\begin_inset Formula $1\, k\Omega\;(R_{1})$
\end_inset

 entre IN1 et la masse GND.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler PVS à 
\begin_inset Formula $4\, V$
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Mesurer la tension en IN1
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
La tension en IN1 vaut 
\begin_inset Formula $1,254\, V$
\end_inset

, ce qui implique que la chute de potentiel à travers la résistance inconnue
 est 
\begin_inset Formula $4-1,254=2,746\, V$
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Standard
Le courant, 
\begin_inset Formula $I=\frac{1,254}{1000}=1,254\, mA$
\end_inset

 .
 La résistance inconnue vaut
\begin_inset space ~
\end_inset

: 
\begin_inset Formula $\frac{2,746}{1,254}=2,19\, k\Omega$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
Quelle est la limitation de cette méthode
\begin_inset space ~
\end_inset

? Comment choisir la résistance de référence
\begin_inset space ~
\end_inset

? Supposons que la valeur inconnue soit en méga-ohm, quelle serait la chute
 de potentiel à travers une résistance de référence de 
\begin_inset Formula $1\, k\Omega$
\end_inset


\begin_inset space ~
\end_inset

? Notre mesure de tension possède une résolution de 
\begin_inset Formula $\frac{1}{4095}$
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Standard
Nous utiliserons plus tard cette méthode pour mesurer la résistance de solutions
, en courant alternatif.
\end_layout

\begin_layout Section
Tension d'une pile à citron
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Réaliser une source de tension en insérant des plaques de Zinc et de Cuivre
 dans un citron.
 Examiner la possibilité de fournir du courant et la résistance interne.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure 
\end_layout

\begin_layout Subsection*
\begin_inset Graphics
	filename schematics/lemon-cell.png
	height 1.3cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer sur A1 pour mesurer la tension
\end_layout

\begin_layout Itemize
Mesurer la tension avec et sans la résistance de 
\begin_inset Formula $1\, k\Omega$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
La différence de potentiel entre les bornes de Cuivre et de Zinc est proche
 de 
\begin_inset Formula $0,9\, V$
\end_inset

.
 Quand on connecte la résistance ça réduit cette différence de potentiel
 à 
\begin_inset Formula $0,33\, V$
\end_inset

.
 Quand elle est connectée, le courant commence à s'écouler dans la résistance.
 Mais pourquoi la tension diminue-t-elle
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
Quelle est la résistance interne de la pile
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
Le courant est un déplacement de charges électriques et il doit parcourir
 un circuit complet.
 Cela signifie que le courant doit aussi traverser la pile.
 Selon la résistance interne de la pile, une part de la tension est perdue
 dans la pile elle-même.
 Est-ce qu'il en est de même avec une pile ordinaire neuve
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Section
Courant continu, courant alternatif, et effet d'antenne
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Introduire la notion de tension dépendante du temps, en utilisant un graphique
 
\begin_inset Formula $U(t)$
\end_inset

.
 Comparer le graphique en courant alternatif et continu.
 Étudier la tension alternative du secteur.
 Examiner le phénomène de propagation de tension alternative à travers l'espace
 vide.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/ad-dc.png
	lyxscale 50
	width 4cm

\end_inset

 
\begin_inset Graphics
	filename pics/pickup.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Graphiques de tension en fonction du temps.
 (a) graphiques de tensions continue et alternative (b) effet d'antenne
 d^u à la tension du secteur 
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Graph-of-DC"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure 
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/ac-dc.png
	height 0.7cm

\end_inset

 
\end_layout

\begin_layout Itemize
Assigner A1 à CH1 et A2 à CH2
\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler PVS à 
\begin_inset Formula $1\, V$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Assigner CH1 à FIT, pour déterminer les paramètres de la tension alternative.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Désactiver SINE et connecter un long fil à A2
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/line-pickup.png
	height 1cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
La figure 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Graph-of-DC"

\end_inset

(a) montre que le graphique d'une tension continue est une ligne horizontale
 et que pour le courant alternatif celui-ci change de direction et de valeur
 avec le temps.
 Il devient négatif et positif environ 150 fois par seconde.
 Ce signal sinusoïdal est généré grâce à des circuits électroniques.
\end_layout

\begin_layout Standard
Quand l'option FIT est activée, l'amplitude et la fréquence sont calculées
 en modélisant les données par l'équation 
\begin_inset Formula $U=U_{0}\sin(2\pi ft+\theta)$
\end_inset

, où 
\begin_inset Formula $U_{0}$
\end_inset

 est l'amplitude et 
\begin_inset Formula $f$
\end_inset

 
\begin_inset space ~
\end_inset

est la fréquence.
 Quelle st la signification de 
\begin_inset Formula $\theta$
\end_inset

 dans cette équation
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
L'effet d'antenne d^u à la tension du secteur est montré dans la figure
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Graph-of-DC"

\end_inset

(b).
 La fréquence est obtenue par modélisation des données.
 Sans réaliser aucune connexion, comment recevons-nous cette tension alternative
 depuis le du secteur
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Section
Composantes continue et alternative d'un signal de tension
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "sec:DC-&-AC"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Séparer les composantes alternative et continue d'un signal de tension à
 l'aide d'un condensateur.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/acdc-sep-screen.png
	lyxscale 40
	width 6cm

\end_inset

 
\begin_inset Graphics
	filename pics/body-resistance.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
(a) Un signal entre 0 et 5
\begin_inset space ~
\end_inset

V, avec la composante continue bloquée (b) Une mesure de la résistance électriqu
e d'un corps humain
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Square-wave"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure 
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/acdc-separating.png
	height 0.8cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler SQR1 à 
\begin_inset Formula $500\, Hz$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Assigner SQR1 à CH1 et A2 à CH2
\end_layout

\begin_layout Itemize
Ajuster l'échelle horizontale pour observer plusieurs cycles.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Les signaux observés avec et sans le condensateur en série sont montrés
 dans la figure 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Square-wave"

\end_inset

(a).
 La tension varie entre 0 et 5
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
 Après passage à travers le condensateur, le signal de tension varie de
 -2,5
\begin_inset space ~
\end_inset

V à +2,5
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
\end_layout

\begin_layout Standard
Qu'obtient-on si on soustrait 2,5 de l'ordonnée (y) de chaque point du premier
 graphique
\begin_inset space ~
\end_inset

? C'est ça que le condensateur a fait.
 Il n'a pas laissé passer la composante continue.
 Le signal carré d'origine peut être considéré comme une tension continue
 de 2,5
\begin_inset space ~
\end_inset

V superposée avec un signal alternatif de 2,5
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
\end_layout

\begin_layout Standard
Il se peut que vous deviez connecter une résistance entre A2 et GND pour
 observer un signal variant entre -2,5
\begin_inset space ~
\end_inset

V et + 2,5
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
 Retirer la résistance et observer le résultat.
\end_layout

\begin_layout Section
Résistance du corps humain
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Se faire une idée de la résistance de la peau et comment celle-ci varie.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/res-body.png
	height 0.8cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Assigner A1 à CH1 et A2 à CH2, activer FIT
\end_layout

\begin_layout Itemize
Relier PVS et A2, à travers votre corps et mesurer la tension en CH2
\end_layout

\begin_layout Itemize
Calculer la résistance du corps, comme indiqué à la partie 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "sec:Measure-resistance-by"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Le signal observé est montré à la figure 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Square-wave"

\end_inset

(b).
 La tension en A2 vaut 3
\begin_inset space ~
\end_inset

V, la variation est due à l'effet d'antenne à 50
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz.
 Recommencez cette expérience à l'aide d'une tension alternative, utilisez
 SINE au lieu de PVS.
\end_layout

\begin_layout Section
Résistances variant avec la température
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Montrer la dépendance entre résistance et température, à l'aide d'une thermistan
ce,
\begin_inset Formula $1\, k\Omega\quad@\,25\,^{\circ}C$
\end_inset

, avec un coefficient de température négatif.
 Introduire le capteur de température.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/thermistor.png
	height 0.8cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer sur IN1 pour mesurer la tension
\end_layout

\begin_layout Itemize
Recommencer à plusieurs températures différentes
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Tabular
<lyxtabular version="3" rows="3" columns="3">
<features tabularvalignment="middle">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
Circonstances
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $U=RI$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $R=\frac{U}{I}$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
Dans de l'eau glacée
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $1,2\, V$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $1200\,\Omega$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
À température ambiante
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $0,935\, V$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $935\,\Omega$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
</lyxtabular>

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Résistance dépendant de la lumière
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Étudier une photorésistance, 
\emph on
Light Depending Resistor
\emph default
,
\emph on
 
\emph default
LDR.
 Mesurer l'intensité de la lumière et sa variation avec l'éloignement de
 la source.
 Utiliser la méthode de comparaison pour trouver la valeur de la résistance.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure 
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/ldr.png
	height 0.8cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler PVS à 
\begin_inset Formula $4\, V$
\end_inset

 et prendre note du réglage
\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer sur IN1 pour en mesurer la tension, assigner IN1 à CH1.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Calculer la résistance de la photorésistance (LDR), comme expliqué à
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "sec:Measure-resistance-by"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Recommencer en modifiant l'intensité de la lumière arrivant sur la photorésistan
ce
\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler SQR1 à 10 Hz et
\end_layout

\begin_layout Itemize
Placer la Diode électroluminescente au-dessus de la photorésistance, puis
 observer le signal en IN1
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
La résistance varie de 
\begin_inset Formula $1\, k\Omega$
\end_inset

 à environ 
\begin_inset Formula $100\, k\Omega$
\end_inset

 selon l'intensité de la lumière qui l'éclaire.
 La résistance diminue avec l'intensité de la lumière.
 Si on utilise une source de lumière ponctuelle, la résistance devrait augmenter
 comme le carré de la distance.
\end_layout

\begin_layout Standard
Illuminez la photorésistance à l'aide d'une lampe fluorescente et observez
 le signal en CH1.
 La fréquence de l'ondulation est en rapport avec la fréquence du secteur.
\end_layout

\begin_layout Section
Conductivité de l'eau, étudiée à l'aide de courant continu et alternatif
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Mesure la résistance de solutions ioniques, en utilisant des tensions continues
 et alternatives.
 Nous avons utilisé de l'eau normale du robinet.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
\begin_inset Formula $R_{1}$
\end_inset

 devant être comparable à 
\begin_inset Formula $R$
\end_inset

, commencer avec 
\begin_inset Formula $10\, k\Omega$
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Assigner A1 à CH1 et A2 à CH2, activer FIT sur les deux voies
\end_layout

\begin_layout Itemize
Calculer la résistance comme expliqué à la partie 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "sec:Measure-resistance-by"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Recommencer en utilisant une tension continue,PVS au lieu de SINE
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename schematics/res-water.png
	width 5cm

\end_inset

 
\begin_inset Graphics
	filename pics/water-conduct.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
(a) Conductivité de l'eau.
 (b) La tension totale appliquée et la tension aux bornes de la résistance
 de 
\begin_inset Formula $10\, k\Omega$
\end_inset

.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Conductivity-of-water."

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Tabular
<lyxtabular version="3" rows="3" columns="6">
<features tabularvalignment="middle">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout

\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $U_{total}$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $U_{10\, k\Omega}$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $U_{liq}$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $I=\frac{U_{10\, k\Omega}}{1000}$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $R_{liq}=\frac{U_{liq}}{I}$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
SINE
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $3,25\, V$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $2,6\, V$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $0,65\, V$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $0,26\, mA$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $2,5\, k\Omega$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
PVS
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $4\, V$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $2,3\, V$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $1,7\, V$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $0,23\, mA$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $7,4\, k\Omega$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
</lyxtabular>

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
Les valeurs observées sont reportées dans le tableau.
 Les résistances en courant continu et alternatif semblent très différentes.
 Avec le courant continu, la résistance change avec le temps, à cause du
 phénomène d'électrolyse et de la formation de bulles gazeuses.
 La résistance dépend de la distance entre électrodes, et l'aire des électrodes
 a de l'effet.
 La résistance dépend de la concentration des ions et de la présence d'impuretés
 dans l'eau utilisée.
\end_layout

\begin_layout Standard
Essayez de modifier la distance entre les électrodes.
 Essayez d'ajouter un sel ordinaire et recommencez les mesures.
 Pourquoi le comportement est-il différent en alternatif et en continu
\begin_inset space ~
\end_inset

? Quels sont les porteurs de charges responsables du passage du courant
 à travers des solutions
\begin_inset space ~
\end_inset

? Est-ce qu'une réaction chimique se produit
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Section
Mesurer une capacité électrique
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
ExpEYES Junior dispose d'une source de courant interne programmable, qui
 peut être activée sur IN1.
 Connectez un condensateur 
\begin_inset Formula $C$
\end_inset

 et établissez un courant 
\begin_inset Formula $I$
\end_inset

 (
\begin_inset Formula $5,5\,\mu A$
\end_inset

) pour une certaine durée 
\begin_inset Formula $t$
\end_inset

.
 La charge accumulée sera 
\begin_inset Formula $Q=It=CU$
\end_inset

.
 En mesurant 
\begin_inset Formula $U$
\end_inset

, la valeur de 
\begin_inset Formula $C$
\end_inset

peut être calculée.
 Pour de meilleurs résultats, il faut soustraire la capacité interne du
 dispositif.
 Mesurez 
\begin_inset Formula $C$
\end_inset

 sans rien connecter à IN1, et soustrayez la valeur de celle mesurée avec
 un condensateur.
 Cette méthode peut être utilisée pour des capacité allant jusqu'à 
\begin_inset Formula $10000\, pF$
\end_inset


\begin_inset Foot
status collapsed

\begin_layout Plain Layout
Au delà de cette valeur il faut utiliser la fonction Python qui spécifiera
 un autre courant de charge, la durée de la charge, etc.
\end_layout

\end_inset

.
 Si on touche le condensateur pendant la mesure on corrompt le résultat.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure 
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/measure-cap.png
	height 0.8cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Mesurer la capacité 
\begin_inset Formula $C$
\end_inset

 sans rien d'autre connecté, pour avoir la valeur de la capacité interne
 du dispositif.
\end_layout

\begin_layout Itemize
connecter le condensateur entre IN1 et la masse GND.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer sur le bouton
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{Measure C on IN1}
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Recommencer avec des condensateurs différents
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
La borne nue mène à une mesure de 
\begin_inset Formula $C=34\, pF$
\end_inset

.
 Plusieurs condensateurs ont été mesurés.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Tabular
<lyxtabular version="3" rows="6" columns="2">
<features tabularvalignment="middle">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
 Valeur nominale
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
Valeur mesurée (pF) - 34pF
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
10
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
11
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
20
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
19
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
680
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
664
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
180
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
176
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
3000
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
2900
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
</lyxtabular>

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Mesure d'une constante diélectrique
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Mesurer la constante diélectrique de matériaux comme le verre, le papier,
 le polyester, etc.
 en réalisant un condensateur.
 La capacité vaut
\begin_inset Formula $C=\epsilon_{0}k\frac{S}{e}$
\end_inset

, où 
\begin_inset Formula $\epsilon_{0}$
\end_inset

 est la permittivité du vide, 
\begin_inset Formula $k$
\end_inset

 la constante diélectrique , 
\begin_inset Formula $S$
\end_inset

 la surface de recouvrement des plaques conductrices en vis-à-vis et 
\begin_inset Formula $e$
\end_inset

 l'épaisseur du matériau isolant qui les sépare.
 On a pu utiliser une plaque de verre de 
\begin_inset Formula $13\,\mbox{cm}\,\times\,10,6\,\mbox{cm}$
\end_inset

d'épaisseur 
\begin_inset Formula $e=4\,\mbox{mm}$
\end_inset

pour réaliser un condensateur en collant des feuilles de métal de chaque
 côté.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure 
\end_layout

\begin_layout Itemize
connecter le condensateur entre IN1 et la masse GND.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer sur le bouton 
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{Measure C on IN1}
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Recommencer sans rien connecter à IN1
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
La capacité mesurée est 
\begin_inset Formula $225\, pF$
\end_inset

.
 La capacité interne du dispositif est mesurée après avoir retiré le fil
 branché en IN1, et elle vaut 
\begin_inset Formula $30\, pF$
\end_inset

, ce qui fait que 
\begin_inset Formula $C=195\, pF$
\end_inset

.
 
\begin_inset Formula $k=\frac{Ce}{\epsilon_{0}S}=\frac{195\cdot10^{-12}\times0,004}{8.854\cdot10^{-12}\times0,13\times0,106}=6,37$
\end_inset

.
 Si on touche le condensateur durant la mesure on obtient des résultats
 erronés.
\end_layout

\begin_layout Standard
En utilisant deux plaques conductrices parallèles, on peut aussi mesurer
 la constante diélectrique de liquides.
\end_layout

\begin_layout Section
Déphasage en alternatif dans des circuits RC
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "sec:Capacitor-in-AC"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Étudier l'effet d'un condensateur en série dans des circuits en alternatif,
 dans des conditions d'état permanent.
 L'impédance d'un condensateur vaut 
\begin_inset Formula $Z_{c}=\frac{1}{2\pi fC}$
\end_inset

 , où 
\begin_inset Formula $f$
\end_inset

 est la fréquence en hertz et 
\begin_inset Formula $C$
\end_inset

 la capacité en farad.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/rc-acphase.png
	height 0.8cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Assigner A1 à CH1 et A2 à CH2
\end_layout

\begin_layout Itemize
Ajuster l'échelle horizontale pour voir plus de 4 cycles.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Faire un clic droit sur CH1 pour calculer le déphasage.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Le signale de tension avant et après le condensateur sont montrés sur la
 figure 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:AC-Phase-in-RC"

\end_inset

(a), et les calculs sont montrés dans le tableau.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Tabular
<lyxtabular version="3" rows="2" columns="5">
<features tabularvalignment="middle">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $C\,(\mu F)$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $R\,(\Omega)$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $f\,(Hz)$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $\bigtriangleup\Phi$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $\arctan\left(\frac{Z_{c}}{Z_{R}}\right)$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $1$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $1000$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $147,3$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $47,7$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $47,2$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
</lyxtabular>

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
où 
\begin_inset Formula $Z_{c}=\frac{1}{2\pi fC}$
\end_inset

 est l'impédance du condensateur, la fréquence 
\begin_inset Formula $f=147,3\, Hz$
\end_inset

.
 
\begin_inset Formula $Z_{R}$
\end_inset

est la valeur de la résistance.
\end_layout

\begin_layout Standard
Le passage d'un courant à travers un condensateur provoque une tension à
 ses bornes déphasée de 
\begin_inset Formula $90^{\circ}$
\end_inset

.
 Pourquoi
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
Pourquoi la tension est-elle en avance de phase
\begin_inset space ~
\end_inset

? Supposons que nous ayons connecté le courant alternatif à la plaque A
 et qu'à un instant 
\begin_inset Formula $t=t_{0}$
\end_inset

 la tension d'entrée soit zéro volt.
 Nous pouvons voir qu'à ce moment la pente de la courbe est maximale, c'est
 à dire que la vitesse de changement de la tension est maximale.
 Le condensateur se charge au plus vite à ce moment-là.
 La plaque B récolte aussi la même charge que la plaque A, c'est comme ça
 que fonctionne un condensateur.
 Le courant vers la plaque B vient de la masse à travers la résistance et
 nous mesurons la chute de potentiel 
\begin_inset Formula $RI$
\end_inset

 à travers la résistance, qui sera positive déjà au moment où la plaque
 A est à tension nulle.
 Le résultat est l'avance de phase.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/rc-phaseshift.png
	lyxscale 40
	width 5cm

\end_inset

 
\begin_inset Graphics
	filename pics/rl-phaseshift.png
	lyxscale 40
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Déphasage de courant alternatif dans (a) un circuit RC (b) un circuit RL
 
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:AC-Phase-in-RC"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Déphasage en alternatif dans des circuits RL
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "sec:Inductor-in-AC"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Mesurer le déphasage en tension alternative dans un circuit RL.
 L'impédance d'un bobinage est 
\begin_inset Formula $Z_{L}=2\pi fL$
\end_inset

 , où 
\begin_inset Formula $f$
\end_inset

 est la fréquence en hertz et 
\begin_inset Formula $L$
\end_inset

 est l'inductance en henry.
 Dans un circuits RL, le déphasage aux bornes du bobinage est donné par
 l'équation 
\begin_inset Formula $\triangle\Phi=\arctan\left(\frac{Z_{L}}{Z_{R}}\right)$
\end_inset

, où 
\begin_inset Formula $Z_{R}$
\end_inset

est la valeur de la résistance.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/rl-acphase.png
	height 0.8cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Assigner A1 à CH1 et A2 à CH2
\end_layout

\begin_layout Itemize
Ajuster l'échelle horizontale pour voir plus de 4 cycles.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Faire un clic droit sur A1 pour afficher la tension, la fréquence et le
 déphasage.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Les déphasages mesurés sont montrés ci-dessous.
 Le signal pour un bobinage d'inductance 
\begin_inset Formula $125\, mH$
\end_inset

 est montré à la figure 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:AC-Phase-in-RC"

\end_inset

(b).
 Il a aussi fallu prendre en compte la résistance du bobinage pour calculer
 le déphasage.
\begin_inset Foot
status open

\begin_layout Plain Layout
http://www.play-hookey.com/ac_theory/ac_inductors.html
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Tabular
<lyxtabular version="3" rows="3" columns="4">
<features tabularvalignment="middle">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $L\,(mH)$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $R=R_{\mbox{bobine}}+R_{\mbox{ext}}\,(\Omega)$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $\bigtriangleup\Phi=\arctan\left(\frac{Z_{L}}{Z_{R}}\right)$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $\bigtriangleup\Phi_{\mbox{mesurée}}$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $125$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $565+560$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $3,71$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $-3,8$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $25$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $42+560$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $1,39$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $-1,4$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
</lyxtabular>

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
Quand on insère un noyau en ferrite dans le bobinage on peut observer l'effet
 de matériaux ferromagnétiques.
 La self-inductance d'un solénoïde est donnée par 
\begin_inset Formula $L=\frac{\mu N^{2}S}{l}$
\end_inset

 , où 
\begin_inset Formula $N$
\end_inset

 est le nombre de tours, 
\begin_inset Formula $S$
\end_inset

 est la surface de la section du solénoïde, 
\begin_inset Formula $\mu$
\end_inset

 est la perméabilité du matériau dans le solénoïde et 
\begin_inset Formula $l$
\end_inset

 est la longueur de celui-ci.
\end_layout

\begin_layout Section
Réponse transitoire de circuits RC
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "sec:Capacitor-charging-&"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Tracer la courbe de la tension aux bornes d'un condensateur, quand celui-ci
 est chargé en appliquant une échelon de tension à travers une résistance.
 Calculer la valeur de la capacité à partir du graphique.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/RCcircuit.png
	height 0.8cm

\end_inset

 
\end_layout

\begin_layout Itemize
Depuis 
\shape italic

\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{EXPERIMENTS}
\end_layout

\end_inset


\shape default
 , sélectionner 
\shape italic

\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{RC Circuit}
\end_layout

\end_inset


\shape default
 
\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer sur les boutons 
\shape italic
Échelon de 0 à 5V
\shape default
 et 
\shape italic
Échelon de 5 à 0V 
\emph on
pour tracer les graphiques
\end_layout

\begin_layout Itemize
Ajuster l'échelle horizontale, si nécessaire, et recommencer.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Calculer la constante de temps 
\begin_inset Formula $RC$
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Utiliser CCS au lieu de OD1 pour charger le condensateur avec un courant
 constant.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/RC-curves.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset

 
\begin_inset Graphics
	filename pics/cap-linear.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
(a) Réponses transitoires d'un circuit RC.
 (b) Charge d'un condensateur par un courant constant.
 
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Transient-RC"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
Quand on applique un échelon de 0 à 5
\begin_inset space ~
\end_inset

V cela fait monter la tension aux bornes du condensateur de façon exponentielle
 comme le montre la figure 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Transient-RC"

\end_inset

(a).
 En modélisant la courbe de décharge par 
\begin_inset Formula $U(t)=U_{0}e^{-\frac{t}{RC}}$
\end_inset

 , on peut extraire la constante de temps 
\begin_inset Formula $RC$
\end_inset

 et en déduire la valeur de la capacité.
\end_layout

\begin_layout Standard
La croissance de la tension aux bornes du condensateur suit une loi exponentiell
e seulement quand on le charge à travers un conducteur ohmique, comme une
 résistance.
 Quand on le charge à l'aide d'une source de courant constant, la tension
 augmente de façon linéaire, comme le montre la figure 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Transient-RC"

\end_inset

(b), parce que 
\begin_inset Formula $Q=It=CU$
\end_inset

, et la tension augmente linéairement avec le temps comme 
\begin_inset Formula $U=\left(\frac{I}{C}\right)t$
\end_inset

 .
\end_layout

\begin_layout Section
Réponse transitoire de circuits RL
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Étudier la nature du courant et de la tension quand un échelon de tension
 est appliqué à une résistance et un bobinage en série.
 En mesurant la tension aux bornes du bobinage en fonction du temps, on
 peut en calculer l'inductance.
\end_layout

\begin_layout Standard
Dans un circuit RL 
\begin_inset Formula $U=RI+L\frac{dI}{dt}$
\end_inset

 et la solution de cette équation donne 
\begin_inset Formula $I=I_{0}e^{-\frac{R}{L}t}$
\end_inset

.
 Le coefficient du terme exponentiel 
\begin_inset Formula $R/L$
\end_inset

 peut être extrait du graphique de la tension aux bornes du bobinage.
 La résistance du bobinage doit être incluse dans les calculs, 
\begin_inset Formula $R=R_{ext}+R_{L}$
\end_inset

.
 
\begin_inset Foot
status open

\begin_layout Plain Layout
http://nptel.iitm.ac.in/courses/Webcourse-contents/IIT-KANPUR/esc102/node14.html
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/RLcircuit.png
	height 0.8cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Prendre un bobinage de 3000 tours
\end_layout

\begin_layout Itemize
Depuis 
\shape italic

\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{EXPERIMENTS}
\end_layout

\end_inset


\shape default
 sélectionner 
\shape italic

\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{RL Circuit}
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer sur les boutons 
\emph on
Échelon 0 à 5V 
\emph default
et 
\emph on
Échelon 5 à 0V 
\emph default
pour tracer les graphiques.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Ajuster l'échelle horizontale, si nécessaire, et recommencer.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Calculer la valeur de l'inductance
\end_layout

\begin_layout Itemize
Insérer un noyau de fer ou de ferrite et recommencer
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/RL-curves.png
	lyxscale 40
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Réponse transitoire d'un circuit RL
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Transient-RL"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
La réponse transitoire du bobinage est montrée à la figure 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Transient-RC"

\end_inset

.
 La courbe exponentielle est modélisée pour extraire la valeur de 
\begin_inset Formula $L/R$
\end_inset

.
 La résistance de la bobine est déterminée en la comparant avec la résistance
 externe connue en conditions de courant continu.
 Les inductances mesurées sont regroupées dans le tableau ci-dessous.
 IN1 est connecté à OD1 pour une mesure plus précise de la résistance du
 bobinage.
\end_layout

\begin_layout Standard
Les tension appliquées sont positives, mais la courbe est passée par des
 valeurs négatives.
 Pourquoi
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
Quel était le courant avant le début de l'échelon de 5 à 0
\begin_inset space ~
\end_inset

V
\begin_inset space ~
\end_inset

? Qu'est ce qu'une force contre-électromotrice
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
Recommencez avec deux bobinages en série, en les plaçant (a) loin l'un de
 l'autre, (b) l'un sur l'autre et (c) l'un sur l'autre en en changeant le
 sens.
 On peut observer l'effet de l'induction mutuelle.
\end_layout

\begin_layout Section
Réponse transitoire de circuits RLC
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "sec:Step-Response-ofRLC"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Étudier la nature oscillante de 
\begin_inset Formula $L$
\end_inset

 et 
\begin_inset Formula $C$
\end_inset

 en série.
 La fréquence de résonance d'un circuit LC vaut 
\begin_inset Formula $\omega_{0}=\frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}$
\end_inset

, le facteur d'amortissement vaut 
\begin_inset Formula $\frac{R}{2}\sqrt{\frac{C}{L}}$
\end_inset

, il est égal à 1 pour l'amortissement critique.
\begin_inset Foot
status collapsed

\begin_layout Plain Layout
http://en.wikiversity.org/wiki/RLC_circuit
\end_layout

\end_inset

 Selon la valeur de 
\begin_inset Formula $C/L$
\end_inset

 et 
\begin_inset Formula $R$
\end_inset

, la réponse peut être une oscillation amortie, un amortissement critique,
 un amortissement sur-critique.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/RLC-curves.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset

 
\begin_inset Graphics
	filename pics/RLC-curve-damped.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Réponse transitoire d'un circuit RLC, (a) Oscillations amorties (b) Amortissemen
t sur-critique.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:LCR Transient-response"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure 
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/LCRcircuit.png
	height 0.8cm

\end_inset

 
\begin_inset Graphics
	filename schematics/LCRRcircuit.png
	height 0.7cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Depuis 
\shape italic

\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{EXPERIMENTS}
\end_layout

\end_inset


\shape default
 sélectionner
\shape italic
 
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{RLC Discharge}
\end_layout

\end_inset


\shape default
 
\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer sur 
\emph on
Échelon 5 à 0V
\emph default
.
 Ajuster l'axe des abscisses et recommencer si nécessaire.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Modéliser le graphique (FIT) pour trouver la fréquence de résonance et l'amortis
sement.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Recommencer l'expérience pour diverses valeurs de L, C et R
\end_layout

\begin_layout Itemize
Recommencer avec une résistance en série.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
On a utilisé le bobinage de 3000 tours et un condensateur de 
\begin_inset Formula $0,1\,\mu F$
\end_inset

, et une résistance en série de 
\begin_inset Formula $2,4\, k\Omega$
\end_inset

 dans le second cas.
 La tension aux bornes du condensateur après l’échelon de 5 à 0
\begin_inset space ~
\end_inset

V est montré à la figure 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:LCR Transient-response"

\end_inset

 .
 La fréquence de résonance est en accord avec 
\begin_inset Formula $f=\frac{1}{2\pi}\sqrt{\frac{1}{LC}}$
\end_inset

 , dans la limite de précision due à la tolérance sur les valeurs des composants.
\end_layout

\begin_layout Section
Intégration et différentiation RC
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Des circuits RC peuvent intégrer et différentier un signal de tension par
 rapport au temps.
 Un signal carré est intégré en un signal triangulaire, et par différenciation
 on obtient des pics aux transitions.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/rc-integ.png
	height 0.8cm

\end_inset

 
\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler SQR2 à 
\begin_inset Formula $1000\, Hz$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Assigner SQR2 à CH1 et A1 à CH2
\end_layout

\begin_layout Itemize
Ajuster l'échelle horizontale pour voir plus de quatre cycles.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler SQR2 à 
\begin_inset Formula $1\, kHz$
\end_inset

 (
\begin_inset Formula $\tau=RC$
\end_inset

) et à d'autres valeurs pour observer les signaux.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Recommencer de même pour le différentiateur RC, à 
\begin_inset Formula $1000\, Hz$
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/rc-diff.png
	height 0.8cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/rc-integ1khz.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\begin_inset Graphics
	filename pics/rc-diff100Hz.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
(a) Signal carré à 
\begin_inset Formula $1\, kHz$
\end_inset

 après intégration RC (b) 
\begin_inset Formula $100\, Hz$
\end_inset

 après différentiation RC
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:RC-int-diff"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
L'intégration observée à 
\begin_inset Formula $1\, kHz$
\end_inset

 et la différentiation à 
\begin_inset Formula $100\, Hz$
\end_inset

 sont montrées à la figure 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:RC-int-diff"

\end_inset

, en utilisant une constante de temps 
\begin_inset Formula $RC$
\end_inset

 de 1 milliseconde.
 Quand la période devient comparable à la valeur de 
\begin_inset Formula $RC$
\end_inset

, le signal de sortie est triangulaire.
 La différentiation ne peut être montrée qu'à des fréquences plus faibles
 parce que capturer des pics étroits requiert un oscilloscope rapide.
\end_layout

\begin_layout Section
Analyse de Fourier
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "sec:Fourier-Transform-**"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Étudier la transformée de Fourier d'un signal.
 Représentations temporelle et fréquentielle d'un signal.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/ftran.png
	height 0.8cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler SQR1 à 
\begin_inset Formula $150\, Hz$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Assigner A1 à CH1 et SQR1 à CH2
\end_layout

\begin_layout Itemize
Assigner CH1 & CH2 à FTR pour voir la transformée de Fourier
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/fft-sine147Hz.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset

 
\begin_inset Graphics
	filename pics/fft-sqr150Hz.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Spectre de fréquence d'un (a) signal sinusoïdal.
 (b) Signal carré
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Frequency-spectrum-of"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
Dans la courbe de la transformée de Fourier, la fréquence apparaît sur l'axe
 des abscisses (x) et l'axe des ordonnées (y) montre la force relative de
 chaque fréquence composant le signal.
 Ceci s’appelle la représentation fréquentielle.
\begin_inset Foot
status open

\begin_layout Plain Layout
http://en.wikipedia.org/wiki/Fourier_transform
\end_layout

\end_inset

 Pour le signal sinusoïdal il y a un seul pic dominant, les pics plus petits
 sont une mesure de la distorsion du signal sinusoïdal.
\end_layout

\begin_layout Standard
La fonction d'un signal carré peut être représentée comme 
\begin_inset Formula $f(\theta)=sin(\theta)+\frac{sin(3\theta)}{3}+\frac{sin(5\theta)}{5}+\cdots$
\end_inset

.
 Dans la transformée de Fourier d'un signal carré de fréquence 
\begin_inset Formula $f$
\end_inset

, il y aura une composante à 
\begin_inset Formula $3f$
\end_inset

 (avec une amplitude égale au tiers de la composante 
\begin_inset Formula $f$
\end_inset

), une composante 
\begin_inset Formula $5f$
\end_inset

 (amplitude un cinquième), etc.
 comme le montre la figure 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Frequency-spectrum-of"

\end_inset

(b).
\end_layout

\begin_layout Chapter
Électricité et magnétisme
\end_layout

\begin_layout Standard
L'induction magnétique est démontrée à l'aide d'un aimant mobile et d'un
 bobinage alimenté en courant alternatif.
 Le fonctionnement d'un transformateur est démontré à l'aide de deux bobines.
 Un générateur alternatif simple, capable de générer un courant multiphasé,
 est réalisé à l'aide d'un aimant tournant.
\end_layout

\begin_layout Section
Induction électromagnétique
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Étudier la tension induite aux bornes d'une bobine quand on change le champ
 magnétique, en laissant tomber un un petit aimant cylindrique à travers
 la bobine.
 On utilise un tube pour guider l'aimant dans la bobine.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/induction.png
	height 1cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Depuis 
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{EXPERIMENTS}
\end_layout

\end_inset

 ouvrir 
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{EM Induction}
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer sur 
\emph on
Démarrer l'enregistrement
\emph default
.Une trace horizontale devrait apparaître
\end_layout

\begin_layout Itemize
Laisser tomber l'aimant à travers la bobine, jusqu'à ce qu'un événement
 soit capturé.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Recommencer la procédure en changeant des paramètres tels que la force de
 l'aimant, sa vitesse, etc.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation 
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/induction-screen.png
	lyxscale 40
	width 5cm

\end_inset

 
\begin_inset Graphics
	filename pics/transformer-screen.png
	lyxscale 40
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
(a) Tension induite dans un bobinage par un aimant mobile.
 (b) Induction mutuelle entre deux bobines, les tensions appliquée et induite
 sont affichées
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Voltage-induced-on"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout

\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
Le résultat est montré dans la figure 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Voltage-induced-on"

\end_inset

(a).
 L’amplitude augmente avec la vitesse de l'aimant.
 D'après le graphique, on peut trouver le temps que l'aimant a mis pour
 traverser la bobine.
\end_layout

\begin_layout Standard
Le deuxième pic semble plus grand que le premier.
 Pourquoi
\begin_inset space ~
\end_inset

? À quel endroit se situe l'aimant quand la tension induite passe par zéro
\begin_inset space ~
\end_inset

? Laisser tomber l'aimant de différentes hauteurs et représentez la tension
 en fonction de la racine carrée de la hauteur de chute.
\end_layout

\begin_layout Section
Induction mutuelle, transformateur
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Démontrer l'induction mutuelle en utilisant deux bobines.
 Une bobine est alimentée par la sortie SINE.
 On aligne les axes des bobines et on insère un noyau de ferrite.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Standard
\align left
\begin_inset Graphics
	filename schematics/tran.png
	height 1cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Assigner A1 à CH1 et A2 à CH2
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Le signal appliqué et le signal induit sont montrés sur la figure 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Voltage-induced-on"

\end_inset

(2).
 Un champ magnétique variable est la cause de la tension induite.
 Dans les deux expériences précédentes, le champ magnétique variable était
 dû à des aimants permanents en mouvement.
 Dans le cas présent le champ magnétique variable est dû à un courant variable
 dans le temps.
\end_layout

\begin_layout Standard
La sortie aurait dû être en phase avec l'entrée d'après la théorie
\begin_inset Foot
status open

\begin_layout Plain Layout
http://sound.westhost.com/xfmr.htm
\end_layout

\end_inset

.
 Cependant, cela ne se produit pas parce que le couplage est insuffisant.
 Avec plus de ferrite, le déphasage devient ce que la théorie annonce.
 Essayez de faire cette expérience à l'aide d'un signal carré à 
\begin_inset Formula $100\, Kz$
\end_inset

, 
\begin_inset Formula $1000\, Hz$
\end_inset

, etc.
 Connectez une résistance de 
\begin_inset Formula $1\, k\Omega$
\end_inset

 aux bornes de la bobine secondaire pour diminuer les résonances indésirables.
\end_layout

\begin_layout Section
Un générateur alternatif simple
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "sec:A-simple-AC"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Mesurer la fréquence et l'amplitude de la tension induite à travers un solénoïde
 à l'aide d'un aimant tournant.
 Comprendre un peu les problèmes des générateurs alternatifs en examinant
 le signal de sortie et les inconvénients du montage.
 Utiliser l'aimant de 
\begin_inset Formula $10\,\mbox{mm}\,\times\,10\,\mbox{mm}$
\end_inset

et le bobinage de 3000 tours qui sont dans le kit.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename schematics/ac-generator.png
	width 4cm

\end_inset

 
\begin_inset Graphics
	filename pics/ac-gen-screen.png
	lyxscale 40
	width 4cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Schéma de câblage et tension de sortie du générateur alternatif, avec des
 bobinages placés à des extrémités opposées de l'aimant tournant.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:AC generator output"

\end_inset

.
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Monter l'aimant à l'horizontale et alimenter le moteur à courant continu
 à l'aide d'une pile 
\begin_inset Formula $1,5\, V$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Placer les bobines perpendiculairement à l'axe de rotation du moteur, près
 de l'aimant.
 Attention de ne pas le toucher.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Assigner A1 à CH1 & A2 à CH2
\end_layout

\begin_layout Itemize
Assigner CH1 et CH2 à FIT
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Les tensions de sortie sont présentées à la figure 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:AC generator output"

\end_inset

.
 La différence de phase entre les deux tensions dépend de l'angle entre
 les axes des deux bobines.
\end_layout

\begin_layout Standard
Placez une bobine court-circuitée près de l'aimant et observez le changement
 de fréquence.
 La bobine court-circuitée puise de l'énergie dans le générateur et la vitesse
 de celui-ci diminue.
 Le champ magnétique dans ce générateur est très faible.
 La résistance de la bobine est élevée et quand on essaie de lui faire produire
 du courant il y a une chute de tension notable due à la bobine elle-même.
\end_layout

\begin_layout Chapter
Électronique
\end_layout

\begin_layout Standard
On étudie des éléments non-linéaires comme des diodes et des transistors
 en traçant leurs caractéristiques et en réalisant des circuits simples
 pour en démonter le fonctionnement.
 Un photo-transistor est utilisé pour des mesures de transparence, la transmissi
on d'un signal optique et pour mesurer la vitesse de mouvements mécaniques.
 On étudiera la modulation d'amplitude et de fréquence.
 Une platine de montage est nécessaire pour réaliser certaines des expériences
 décrites dans cette section.
\end_layout

\begin_layout Section
Redresseur demi-onde, jonction PN
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Étudier le fonctionnement de la jonction PN d'une diode.
 Faire du courant continu à partie de courant alternatif sinusoïdal.
 Filtrer pour réduire la composante alternative.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/half-wave-screen.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset

 
\begin_inset Graphics
	filename pics/half-wave-filter-screen.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
(a) Entrée et sortie d'un redresseur demi-onde.
 (b) Après filtrage par une condensateur.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Diode-rectifier"

\end_inset

 
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure 
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/half-wave.png
	height 0.8cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Assigner A1 à CH1 et A2 à CH2
\end_layout

\begin_layout Itemize
Ajouter des condensateurs de filtrage de différentes valeurs entre A2 et
 la masse (GND).
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
La partie négative du signal sinusoïdal est supprimée comme le montre la
 figure 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Diode-rectifier"

\end_inset

(a).
 Notez aussi que la moitié positive est diminuée d'environ 
\begin_inset Formula $0,7\, V$
\end_inset

, la chute de tension due à la diode en silicium.
 Une résistance de charge est nécessaire au bon fonctionnement du circuit,
 on peut prendre une valeur supérieure à 
\begin_inset Formula $1\, k\Omega$
\end_inset

 mais il ne fait pas utiliser des valeurs trop basses comme notre source
 de courant alternatif ne peut pas fournir plus de 
\begin_inset Formula $5\, mA$
\end_inset

 de courant.
\end_layout

\begin_layout Standard
L'effet d'un condensateur est montré à la figure 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Diode-rectifier"

\end_inset

(b).
 On peut voir que le condensateur se charge, et qu'il maintient la tension
 durant le cycle manquant.
 La composante alternative est appelée 
\begin_inset Quotes fld
\end_inset

ondulation
\begin_inset Quotes frd
\end_inset

 dans le courant continu.
\end_layout

\begin_layout Standard
Peut-on utiliser une capacité très grande pour diminuer l'ondulation
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
Pendant quelle partie du cycle passe-t-il un courant dans la diode
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
Qu'est-ce qui conditionne le courant de pic
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Section
Signaux sinusoïdaux déphasés de 
\begin_inset Formula $180^{\circ}$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Pour montrer le fonctionnement d'un redresseur double alternance à l'aide
 de deux diodes, on a besoin de deux signaux déphasés de 
\begin_inset Formula $180^{\circ}$
\end_inset

.
 On y arrive en inversant la tension de la sortie SINE à l'aide d'un amplificate
ur inverseur.
 Le gain est rendu proche de l'unité en disposant une résistance en série
 de 
\begin_inset Formula $51\, k\Omega$
\end_inset

 en série avec l'entrée de l'amplificateur.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/ac-invert.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset

 
\begin_inset Graphics
	filename pics/full-wave.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
(a) Amplificateur inverseur réalisant un signal sinusoïdal déphasé de 
\begin_inset Formula $180^{\circ}$
\end_inset

.
 (b) Redresseur double alternance, les deux signaux d'entrée et la sortie.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Inverting-Amplifier-making"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure 
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/ac-invert.png
	height 0.8cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Assigner A1 à CH1 et A2 à CH2
\end_layout

\begin_layout Itemize
Faire un clic droit sur CH1 pour mesurer le déphasage
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Le résultat est montré à la figure 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Inverting-Amplifier-making"

\end_inset

.
 Les amplitudes ne sont pas rigoureusement égales.
 Le gain est donné par 
\begin_inset Formula $G=-\frac{51000}{51000+1000}$
\end_inset

.
 
\end_layout

\begin_layout Section
Redressement double alternance
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Réaliser une redresseur double alternance, à l'aide de deux diodes.
 Le deux signaux alternatifs nécessaires, déphasés de 
\begin_inset Formula $180^{\circ}$
\end_inset

, sont réalisés comme décrit à la partie précédente.
 La sortie redressée est connectée à la troisième voie.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure 
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/full-wave.png
	height 1cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Assigner A1 à CH1, A2 à CH2 et IN1 à CH3
\end_layout

\begin_layout Itemize
Ajouter un condensateur entre IN1 et la masse (GND), pour un filtrage.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Le résultat est montré dans la figure 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Inverting-Amplifier-making"

\end_inset

.
 On peut ajouter des condensateurs pour réduire l'ondulation résiduelle
 à titre d'exercice.
 Ce montage sert seulement à démontrer le fonctionnement d'un redresseur
 double alternance, il est incapable de donner plus de quelques milliampère.
\end_layout

\begin_layout Standard
En quoi le redresseur double alternance est-il supérieur au redresseur simple
 alternance
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Section
Caractéristique tension-courant d'une diode
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Tracer la caractéristique U-I d'une diode.
 Étudier l'équation d'une diode.
 La caractéristique U-I d'une jonction PN idéale est donnée par l'équation
\begin_inset Formula $I=I_{0}\left(e^{\frac{qU}{kT}}-1\right)$
\end_inset

, où 
\begin_inset Formula $I_{0}$
\end_inset

 est le courant de saturation inverse, 
\begin_inset Formula $q$
\end_inset

 la charge de l'électron, 
\begin_inset Formula $k$
\end_inset

 la constante de Boltzmann, 
\begin_inset Formula $T$
\end_inset

 la température en kelvin.
 Pour une diode non-idéale, en pratique, l'équation est 
\begin_inset Formula $I=I_{0}\left(e^{\frac{qV}{nkT}}-1\right)$
\end_inset

, où 
\begin_inset Formula $n$
\end_inset

 est le facteur d'idéalité, égal à 1 pour une diode idéale.
 Pour les diodes en pratique il varie entre 1 et 2.
 On a utilisé une diode au silicium 1N4148.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Standard
\align left
\begin_inset Graphics
	filename schematics/diode-iv.png
	width 3cm

\end_inset

 
\end_layout

\begin_layout Itemize
Depuis 
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{EXPERIMENTS}
\end_layout

\end_inset

 sélectionner 
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{Diode IV}
\end_layout

\end_inset

 .
\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer sur LANCER pour tracer la courbe caractéristique.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer sur FIT pour calculer le facteur d’idéalité de la diode.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Tracer la courbe U-I de diodes luminescentes
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/diode-iv-screen.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset

 
\begin_inset Graphics
	filename pics/led-iv-screen.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Caractéristique U-I de (a) diode silicium (b) plusieurs DELs
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:I-V-characteristic-of"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
Les courbes obtenues sont montrées dans la figure 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:I-V-characteristic-of"

\end_inset

(a).
 La valeur de 
\begin_inset Formula $n$
\end_inset

 pour une diode 1N4148 est proche de 2.
 On a calculé la valeur de 
\begin_inset Formula $n$
\end_inset

 en modélisant les données expérimentales à l'aide de l'équation
\begin_inset Foot
status collapsed

\begin_layout Plain Layout
Si l'action de FIT échoue, transférer les données dans 
\shape italic
xmGrace
\shape default
 et utiliser l'option Data->Transformations->Nonlinear curve fitting avec
 l'équation y=a0*exp(a1*x).
 
\end_layout

\end_inset

.
 La figure 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:I-V-characteristic-of"

\end_inset

(b) monter les caractéristiques U-I de quelques DELs, de diverses longueurs
 d'onde.
\end_layout

\begin_layout Standard
La tension à partir de la laquelle une DEL commence à émettre de la lumière
 dépend de sa longueur d'onde de de la constante de Planck.
 L'énergie d'un photon est donnée par 
\begin_inset Formula $E=h\nu=hc/\lambda$
\end_inset

.
 Cette énergie est égale à l'énergie d'un électron qui traverse une barrière
 de potentiel, elle est donnée par 
\begin_inset Formula $E=eU_{0}$
\end_inset

.
 Ainsi la constante de Planck vaut 
\begin_inset Formula $h=eU_{0}\lambda/c$
\end_inset

 , où 
\begin_inset Formula $\lambda$
\end_inset

 est la longueur d'onde de la LED, 
\begin_inset Formula $e$
\end_inset

 est la charge de l'électron et 
\begin_inset Formula $c$
\end_inset

 la vitesse de la lumière.
\end_layout

\begin_layout Standard
Recommencer cette expérience en chauffant la diode à diverses températures.
\end_layout

\begin_layout Section
Caractéristique collecteur/émetteur d'un transistor 
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "sec:Transistor-CE-Characteristic"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Tracer la caractéristique collecteur/émetteur d'un transistor.
 On connecte le collecteur à PVS à travers une résistance de 
\begin_inset Formula $1\, k\Omega$
\end_inset

.
 La tension de base est obtenue en filtrant des impulsions de rapport cyclique
 variable venant de SQR1.
 Le courant de base est commandé par cette tension et une résistance en
 série de 
\begin_inset Formula $200\, k\Omega$
\end_inset

.
 Pour de meilleurs résultats, on peut utiliser une alimentation continue
 externe (par exemple un pile 1,5
\begin_inset space ~
\end_inset

V) pour la tension de base.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename schematics/transistor-ce.png
	width 4cm

\end_inset

 
\begin_inset Graphics
	filename pics/transistor-ce.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Caractéristique d'un transistor en émetteur commun
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Transistor-common-emitter"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Depuis 
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{EXPERIMENTS}
\end_layout

\end_inset

 ouvrir 
\shape italic

\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{Transistor CE}
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Entrez la tension d'alimentation pour la base puis LANCER.
 Recommencer pour d'autres valeurs de 
\begin_inset Formula $V_{b}$
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Les courbes caractéristiques pour diverses valeurs du courant de base sont
 montrées sur la figure 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Transistor-common-emitter"

\end_inset

.
 Le courant de collecteur est calculé d'après la différence de potentiel
 aux bornes de la résistance de 
\begin_inset Formula $1\, k\Omega$
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Standard
Le courant de base est réglé en définissant la tension à une extrémité de
 la résistance de 
\begin_inset Formula $200\, k\Omega$
\end_inset

, l'autre extrémité est connectée à la base du transistor.
 La valeur du courant de base se calcule par 
\begin_inset Formula $I_{b}=\frac{V_{b}-0,6}{200\times10^{3}}\times10^{6}\mu A$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Transmission de lumière, photo-transistor
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Mesurer la transmission de lumière à travers un matériau semi-transparent
 à l'aide d'un photo-transistor.
 Le matériau est placé entre une DEL et le photo-transistor.
 Le courant de collecteur dépend de la quantité de lumière arrivant sur
 le photo-transistor.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/light-tranmission.png
	height 0.8cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler SQR1 à 0 Hz, pour allumer la DEL
\end_layout

\begin_layout Itemize
Assigner SEN à CH1
\end_layout

\begin_layout Itemize
Mesurer la tension à SEN, en cliquant dessus.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Recommencer en changeant le matériau entre la DEL et le photo-transistor.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
La tension au collecteur du photo-transistor diminue avec l'intensité de
 la lumière qui arrive sur lui.
 La tension mesurée quand on place un morceau de papier entre la DEL et
 le photo-transistor est montrée sur la figure
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Phototransistor output"

\end_inset

(a).
\end_layout

\begin_layout Section
Transmission d'un signal opto-électrique
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Démontrer la transmission de signaux en utilisant de la lumière.
 Une DEL est alimentée par un signal à 
\begin_inset Formula $1\, kHz$
\end_inset

 et on fait arriver la lumière sur un photo-transistor.
 L'entrée SEN est connectée en interne à 
\begin_inset Formula $5\, V$
\end_inset

 à travers une résistance de 
\begin_inset Formula $5,1\, k\Omega$
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/opto-electric.png
	height 0.8cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Placer la DEL en face du photo-transistor et régler SQR1 à 
\begin_inset Formula $1000\, Hz$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Assigner SQR1 à CH1 et SEN à CH2
\end_layout

\begin_layout Itemize
Recommencer l'expérience en changeant la fréquence.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/light-transmission.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset

 
\begin_inset Graphics
	filename pics/opto-electric-transmission.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
(a) Tension aux bornes du photo-transistor avec de la lumière qui traverse
 une feuille de papier.
 (b) Transmission d'impulsions, la tension d'alimentation de la DEL et la
 tension aux bornes du photo-transistor.
 
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Phototransistor output"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
La sortie du photo-transistor à 
\begin_inset Formula $1\, kHz$
\end_inset

 est montrée sur la figure 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Phototransistor output"

\end_inset

(b).
 Le signal carré est la tension aux bornes de la DEL.
 Quand la DEL est allumée, le photo-transistor devient conducteur et la
 tension à ses bornes tombe à quelques 
\begin_inset Formula $0,2\, V$
\end_inset

.
 Quand la DEL est éteinte le photo-transistor passe en mode isolant et le
 collecteur monte quasiment au potentiel de l'alimentation.
 Les temps de montée et de descente du photo-transistor semblent être différents.
\end_layout

\begin_layout Standard
Recommencer cette expérience avec une fibre optique pour guider la lumière
 de la DEL au photo-transistor.
\end_layout

\begin_layout Section
Oscillateur IC555
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Réaliser un oscillateur astable à l'aide d'un IC555 et mesurer sa fréquence
 et son rapport cyclique.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler OD1 à HAUT, pour alimenter le IC555
\end_layout

\begin_layout Itemize
Assigner IN1 à CH1 et activer FIT sur CH1
\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer droit sur IN1 pour mesurer la fréquence et le rapport cyclique.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename schematics/osc555.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\begin_inset Graphics
	filename pics/ic555-screen.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Multivibrateur astable IC555.
 (a) schéma (b) Signal de sortie
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:IC555-astable-multi-vibrator."

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Multivibrateur monostable IC555
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Réaliser un multivibrateur monostable à l'aide d'un IC555 et mesurer l'intervall
e de temps, pour diverses valeurs de 
\begin_inset Formula $RC$
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler SQR2 à 0 Hz (Pour lui faire donner une tension continue de 
\begin_inset Formula $5\, V$
\end_inset

)
\end_layout

\begin_layout Itemize
Entrer 
\shape italic
set_pulsewidth(1)
\shape default
 dans la fenêtre de commande
\end_layout

\begin_layout Itemize
Assigner LTP (Impulsion Vraie BASSE, 
\emph on
Low True Pulse
\emph default
) à OD1, l'entrée du trigger (gâchette) du 555
\end_layout

\begin_layout Itemize
Assigner IN1 à CH1 , l'observer en variant la valeur de 
\begin_inset Formula $RC$
\end_inset

 du 555.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename schematics/mono555.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\begin_inset Graphics
	filename pics/mono555-screen.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Multivibrateur monostable IC555.
 (a) schéma (b) Signal de sortie 
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:IC555-astable-multi-vibrator.-1"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Portes logiques
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
L'étude de portes logiques à l'aide de deux signaux carrés présentant un
 déphasage.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/and-gate.png
	height 1cm

\end_inset

 
\begin_inset Graphics
	filename schematics/or-gate.png
	height 1cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Assigner SQR1 à CH1, SQR2 à CH2 et IN1 à CH3
\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler à 
\begin_inset Formula $100\, Hz$
\end_inset

, 
\begin_inset Formula $25\,\%$
\end_inset

 et activer 1&2.
 (SQR1 & SQR2)
\end_layout

\begin_layout Itemize
Cocher OD1, pour alimenter la porte TTL 7408 (fonction ET -- AND)
\end_layout

\begin_layout Itemize
Recommencer à l'aide d'un port de fonction OU -- OR, de référence 7432
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/and-gate.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset

 
\begin_inset Graphics
	filename pics/or-gate.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Fonctionnement de portes logiques avec des signaux carrés en entrée.
 (a) porte ET, (b) porte OU
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Operation-of-logic"

\end_inset

 
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Diviseur de signal d'horloge
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Étudier un diviseur de signal d'horloge, à l'aide d'une bascule D (7474
 dans la série TTL).
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/clock-divider.png
	height 1.5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler SQR1 à 
\begin_inset Formula $500\, Hz$
\end_inset

.
 Assigner SQR1 à CH1 et IN1 à CH2
\end_layout

\begin_layout Itemize
Cocher OD1, pour alimenter la bascule
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
La sortie change d'état à chaque front montant de l'entrée, ce qui provoque
 la division de la fréquence par deux.
 La sortie est un signal carré symétrique, quel que soit le rapport cyclique
 de l'impulsion d'entrée.
 La tension de sortie HAUTE du circuit intégré TTL est proche de 
\begin_inset Formula $4\, V$
\end_inset

 seulement.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
V
\begin_inset Graphics
	filename pics/clock-divider.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset

 
\begin_inset Graphics
	filename pics/clock-divider2.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Un circuit de division de signal d'horloge, réalisé à l'aide d'une bascule
 D.
 La tension de sortie pour deux types de signaux d'entrée sont montrés.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:A-clock-divider-1"

\end_inset

 
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Amplificateur non-inverseur
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "sec:Non-inverting-Amplifier"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Réaliser une amplificateur non-inverseur, à l'aide d'un amplificateur opérationn
el OP27, et mesurer le gain.
 le gain et la tension d'entrée doivent être choisis de façon à ce que la
 tension de sortie soit dans l'intervalle de 
\begin_inset Formula $0$
\end_inset

 à 
\begin_inset Formula $5\, V$
\end_inset

, sinon le système fonctionnera mal.
 L'amplificateur opérationnel est alimenté par une alimentation externe
 
\begin_inset Formula $\pm\,9\, V$
\end_inset

.
 Une résistance en série est ajouté pour protéger expEYES de toute tension
 dangereuse en provenance du système à l'essai.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/amp-test.png
	height 1.5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Pour trouver la tension de décalage, connecter l'entrée de l'amplificateur
 à la masse (GND) et mesurer sa tension de sortie.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler PVS à 
\begin_inset Formula $0,1\, V$
\end_inset

 et cliquer sur IN1 pour la tension de sortie
\end_layout

\begin_layout Itemize
Recommencer pour différentes valeurs
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Tabular
<lyxtabular version="3" rows="2" columns="6">
<features tabularvalignment="middle">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $R_{i}$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $R_{f}$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $1+\frac{R_{f}}{R_{i}}$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $V_{in}$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $V_{out}$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $\frac{V_{out}}{V_{in}}$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $1\, k\Omega$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $10\, k\Omega$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $11$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $0,1$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $1,105$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Formula $11,05$
\end_inset


\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
</lyxtabular>

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Modulation d'amplitude et de fréquence
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Étudier la modulation d'amplitude et de fréquence d'un signal.
 Analyser la sortie de modulation d'amplitude (AM) mathématiquement pour
 observer les bandes latérales.
 Cette expérience requiert une source de signal modulé, nous avons utilisé
 le boîtier analogique PHOENIX.
\end_layout

\begin_layout Standard
Le boîtier analogique PHOENIX dispose d'un générateur de signal sinusoïdal
 (près de 
\begin_inset Formula $100\, Hz$
\end_inset

) dont l'amplitude peut être contrôlée à l'aide d'une tension de commande
 continue.
 Il dispose aussi d'un générateur de signal sinusoïdal avec des entrées
 de contrôle AM et FM.
 On utilise PVS pour changer la profondeur de modulation en contrôlant l'amplitu
de du signal sinusoïdal à 
\begin_inset Formula $100\, Hz$
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/am.png
	height 1cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter les masses (GND) du Boîtier Analogique et d'expEYES.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Sélectionner A1 & A2
\end_layout

\begin_layout Itemize
Capturer 900 échantillons avec un intervalle de 
\begin_inset Formula $20\,\mu s$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Dé-sélectionner A2 et capturer 1800 échantillons
\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer sur 
\emph on
Spectre de puissance
\emph default
 pour faire une transformée de Fourier
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/am-screen.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset

 
\begin_inset Graphics
	filename pics/am-ftran.png
	lyxscale 50
	width 4.6cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Un signal modulé et son spectre de Fourier.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Amplitude-modulation"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
Un signal porteur avec une fréquence proche de 
\begin_inset Formula $4\, kHz$
\end_inset

 est modulé par un signal sinusoïdal d'environ 
\begin_inset Formula $100\, Hz$
\end_inset

.
 Une petite portion du signal de sortie (400 points avec un intervalle de
 
\begin_inset Formula $20\,\mu s$
\end_inset

) avec le signal de modulation sont montrés dans la figure 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Amplitude-modulation"

\end_inset

(b).
 
\end_layout

\begin_layout Standard
Le spectre de puissance est calculé à l'aide de la transformée de Fourier.
 Pour obtenir de meilleurs résultats un échantillon plus grand (1800 échantillon
s avec un intervalle de 
\begin_inset Formula $50\,\mu s$
\end_inset

) est utilisé.
 Les deux bandes latérales sont obtenues clairement de part et d'autre du
 pic de la porteuse, séparés par la fréquence de modulation.
\end_layout

\begin_layout Standard
La sortie modulée en amplitude (AM) ressemble aux battements sonores que
 nous obtenons à la partie 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "sec:Interference-of-sound"

\end_inset

, mais si on prend un spectre de puissance de battements on trouve deux
 pics correspondant aux fréquences individuelles.
 Quelle est la différence malgré les ressemblances
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Standard
À titre d'exercice, l'utilisateur changera juste la connexion de AM en FM,
 pour faire de la modulation de fréquence.
\end_layout

\begin_layout Chapter
Le son
\end_layout

\begin_layout Standard
La transmission de variations de pression, autour de la pression d'équilibre,
 à travers un milieu, est appelée 
\emph on
son
\emph default
.
 Il s'agit d'ondes longitudinales.
 Si on déplace une feuille de papier d'avant en arrière dans l'air on peut
 générer de telles ondes de pression, c'est ce que fait un haut-parleur.
 Quand la fréquence est dans l'intervalle de 
\begin_inset Formula $20$
\end_inset

 à 
\begin_inset Formula $20\,000\, Hz$
\end_inset

, nous pouvons entendre le son.
 Dans ce chapitre, nous générerons du son depuis des signaux électriques,
 le détecter à l'aide du microphone intégré (c'est un capteur de pression)
 et étudier des propriétés telles que l'amplitude et la fréquence.
 La vitesse du son est mesurée en observant le déphasage d'un son numérique
 qui varie avec la distance.
\end_layout

\begin_layout Section
Fréquence du son
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "sec:Sound Frequency"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Numériser un son et mesurer sa fréquence.
 Utiliser le buzzer piézo ou n'importe quelle autre source sonore comme
 un diapason.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/sound.png
	height 0.8cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler SQR1 près de 
\begin_inset Formula $3500\, Hz$
\end_inset

, placer le buzzer en face du microphone
\end_layout

\begin_layout Itemize
Activer FIT pour mesurer la fréquence
\end_layout

\begin_layout Itemize
Recommencer avec d'autres sources sonores
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
La sortie amplifiée du microphone est montrée à la figure 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Digitized-sound"

\end_inset

(a).
 L'amplitude est maximal près de 
\begin_inset Formula $3500\, Hz$
\end_inset

, à cause de la résonance.
 Quand on alimente avec une fréquence de 
\begin_inset Formula $1200\, Hz$
\end_inset

 on obtient plus d'amplitude qu'à 
\begin_inset Formula $2000\, Hz$
\end_inset

 par exemple, à cause de la troisième harmonique du signal carré qui tombe
 sur la fréquence de résonance.
\end_layout

\begin_layout Standard
Les ondes sonores créent des variations de pression dans le milieu lorsqu'elles
 le traversent.
 Le microphone génère une tension proportionnelle à cette variation de pression.
 Comme le signal est très faible, nous l'amplifions 50 fois avant de le
 numériser.
 Les variations de tension sont accordées aux variations de pression.
 On peut considérer le microphone comme un capteur de pression, mais qui
 fonctionne seulement pour des pressions variables.
\end_layout

\begin_layout Section
Réponse en fréquence d'un disque piézo
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "sec:Resonance-frequency-of"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Tracer la courbe de réponse en fréquence du disque piézo en variant la fréquence
 et en mesurant l'amplitude de la sortie du microphone.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/sound-frequency.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset

 
\begin_inset Graphics
	filename pics/piezo-freq-resp.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
(a) Signal sonore numérisé (b) Courbe de réponse en fréquence du disque
 piézo 
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Digitized-sound"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/sound.png
	height 0.8cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Depuis 
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{EXPERIMENTS}
\end_layout

\end_inset

 sélectionner 
\shape italic

\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{Frequency Response}
\end_layout

\end_inset

 
\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer sur le bouton LANCER
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
La courbe de l'amplitude en fonction de la fréquence est montrée à la figure
 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Digitized-sound"

\end_inset

(b).
 L'amplitude est maximale près de 
\begin_inset Formula $3700\, Hz$
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Section
Vitesse du son
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Calculer la vitesse du son en mesurant les variation de pression avec la
 distance.
 Le son voyage comme une série de surpressions et de dépressions.
 La figure 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Sound-waves"

\end_inset

(a) montre des régions de haute et basse pression le long de la direction
 de propagation, à côté de la sortie d'un capteur de pression aux positions
 correspondantes.
\end_layout

\begin_layout Standard
On peut représenter la variation de pression en chaque point par rapport
 à la variation de pression au point d'émission.
 La phase de la sortie MIC change quand on change sa distance par rapport
 au disque piézo.
 Quand on le déplace d'une longueur d'onde, la phase change de 360 degrés.
 Si la phase change de 
\begin_inset Formula $X$
\end_inset

 degrés pour un changement de distance de 
\begin_inset Formula $\triangle D\,\mbox{cm}$
\end_inset

, la longueur d'onde est donnée par 
\begin_inset Formula $\lambda=\frac{360\times\triangle D}{X}$
\end_inset

 .
 La vitesse du son peut être calculée en multipliant cela par la fréquence.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/sound_waves.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset

 
\begin_inset Graphics
	filename pics/velocity-sound.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
(a)Propagation d'ondes sonores, variation de la sortie du microphone avec
 la pression.
 (b) Signal de sortie du microphone
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Sound-waves"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/sound.png
	height 0.8cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Depuis 
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{EXPERIMENTS}
\end_layout

\end_inset

 démarrer 
\shape italic

\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{Velocity of Sound}
\end_layout

\end_inset

 
\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler la fréquence pour obtenir une amplitude maximale en mesurant la réponse
 en fréquence 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "sec:Resonance-frequency-of"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Placer le disque piézo en face du microphone, sur le même axe
\end_layout

\begin_layout Itemize
Mesurer le déphasage à différentes distances
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
À 
\begin_inset Formula $3500\, Hz$
\end_inset

, pour 
\begin_inset Formula $2\, cm$
\end_inset

 de changement dans la distance, la phase passe de 
\begin_inset Formula $176^{\circ}$
\end_inset

 à 
\begin_inset Formula $102^{\circ}$
\end_inset

.
 À l'aide de l'équation 
\begin_inset Formula $v=f\times\frac{360\times\triangle D}{X}=3500\times\frac{360\times2}{(176-102)}=34\,054\,\mbox{cm/s}$
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Section
Interférences sonores
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "sec:Interference-of-sound"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Étudier des interférences sonores provenant de deux sources individuelles.
 Deux buzzers piézo sont alimentés par deux sources différentes et le son
 est envoyé vers un microphone.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/inter-sound.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset

 
\begin_inset Graphics
	filename pics/beats-ftran.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
(a) Somme de deux sons possédant des fréquences voisines (b) transformée
 de Fourier montrant les composantes fréquentielles.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:SoundBeats"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/sound-inter.png
	height 0.8cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Depuis 
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{EXPERIMENTS}
\end_layout

\end_inset

 démarrer 
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{Interference of Sound}
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler SQR1 à 3500 Hz et SQR2 à 3600 Hz
\end_layout

\begin_layout Itemize
Ajuster les distances pour obtenir des battement sonores distincts.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Recommencer avec d'autres valeurs de fréquences.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Capturer avec NC=1800 et faire une transformée de Fourier
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Dans la figure 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:SoundBeats"

\end_inset

(a) on peu voir comment l'enveloppe à basse fréquence est créée.
 L'intervalle de temps entre deux points d'amplitude minimale, dans l'enveloppe,
 correspond à la période des battements.
 La transformée de Fourier est montrée dans la figure 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:SoundBeats"

\end_inset

(b).
\end_layout

\begin_layout Section
Oscillations forcées d'un cristal piézo-électrique
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Étudier le comportement d'un disque piézo-électrique à des fréquences d'excitati
on faibles, à l'aide d'un signal carré.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/sound.png
	height 0.8cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Depuis 
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{EXPERIMENTS}
\end_layout

\end_inset

 ouvrir 
\shape italic

\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{Interference of Sound}
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Cocher seulement SQR1, le régler à 
\begin_inset Formula $100\, Hz$
\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer sur LANCER pour capturer la sortie du microphone
\end_layout

\begin_layout Itemize
Essayer à différentes fréquences
\end_layout

\begin_layout Itemize
Capturer avec un NS plus grand (<=1800) pour faire une transformée de Fourier.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
La fréquence de résonance d'un cristal piézoélectrique est proche de 
\begin_inset Formula $3600\, Hz$
\end_inset

.
 Quand on l'alimente par un signal carré, le piézo reçoit une pichenette
 à chaque montée ou descente du signal, et il subit une série d'oscillations
 à sa fréquence naturelle de résonance.
 La transformée de Fourier montre un pic à la fréquence de résonance et
 des bandes latérales séparées du pic de 
\begin_inset Formula $200\, Hz$
\end_inset

.
 Ça peut être intéressant de répéter cette expérience avec un signal sinusoïdal
 de fréquence variable au lieu du signal carré
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/piezo-drive100Hz.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset

 
\begin_inset Graphics
	filename pics/piezo-drive100hz-fft.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
La sortie sonore du piézo, piloté par un signal carré de 
\begin_inset Formula $100\, Hz$
\end_inset

 et la transformée de Fourier de cette sortie.
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Section
Capturer une impulsion sonore
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Numériser le son d'une source transitoire.
 Un cloche ou deux plaques métalliques peuvent être utilisées comme sources
 sonores.
 La capture du son est synchronisée avec l'impulsion sonore en attendant
 que la sortie du microphone dépasse un certain seuil.
 Une meilleure façon est de faire en sorte que IN1 passe à l'état HAUT au
 moment de l'émission du son et de synchroniser la routine de capture avec
 cet événement.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/sound-burst.png
	height 1.2cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Depuis 
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{EXPERIMENTS}
\end_layout

\end_inset

 sélectionner 
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{Capture Burst of Sound}
\end_layout

\end_inset

 
\end_layout

\begin_layout Itemize
Cocher 
\emph on
Attente de HAUT sur IN1
\emph default
, quand la diode et la résistance sont branchés.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Cliquer sur 
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{Start Scanning}
\end_layout

\end_inset

 et produire le son.
 
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Une impulsions sonore capturée est montrée ci-dessous.
\end_layout

\begin_layout Standard
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/sound-burst.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Chapter
Mécanique, Optique et chaleur
\end_layout

\begin_layout Standard
Le phénomène de résonance est étudié à l'aide d'un pendule excité.
 La valeur de l'accélération due à la gravité est mesurée à l'aide d'une
 méthode de temps de vol et aussi à l'aide d'un pendule.
\end_layout

\begin_layout Section
Résonance d'un pendule excité
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Démontrer la résonance d'un pendule excité.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Standard
Réaliser un pendule à l'aide de deux aimants-boutons et d'un morceau de
 papier.
 Le suspendre et placer la bobine 3000 tours à côté.
 Connecter la bobine entre SQR1 et la masse (GND).
\end_layout

\begin_layout Itemize
Depuis 
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{EXPERIMENTS}
\end_layout

\end_inset

 sélectionner 
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{Driven Pendulum}
\end_layout

\end_inset

 
\end_layout

\begin_layout Itemize
Balayer la fréquence vers le haut en commençant à 
\begin_inset Formula $1\, Hz$
\end_inset

, très lentement.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Quand SQR1 arrive à la fréquence de résonance du pendule, l'amplitude augmente
 à cause de la résonance.
 Un pendule long de 
\begin_inset Formula $4\, cm$
\end_inset

 (du centre des aimants à l'axe de l'oscillation résonnait à environ 
\begin_inset Formula $2,5\, Hz$
\end_inset

, pratiquement en accord avec sa fréquence propre issue du calcul.
 La fréquence de résonance du pendule est donnée par 
\begin_inset Formula $f=\frac{1}{2\pi}\sqrt{\frac{g}{\ell}}$
\end_inset

, où 
\begin_inset Formula $\ell$
\end_inset

 est la distance du centre de l'aimant au point de suspension et 
\begin_inset Formula $g$
\end_inset

 est l'accélération de la pesanteur.
\end_layout

\begin_layout Standard
Recommencer l'expérience en changeant la longueur du pendule
\begin_inset Foot
status open

\begin_layout Plain Layout
SQR1 ne peut pas aller plus bas que 
\begin_inset Formula $0,7\, Hz$
\end_inset

.
\end_layout

\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Section
Valeur de 
\begin_inset Quotes fld
\end_inset

g
\begin_inset Quotes frd
\end_inset

, pendule-barreau
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Mesurer les périodes d'oscillation d'un pendule-barreau à l'aide d'une barrière
 photo-électrique et calculer l'accélération de la pesanteur.
\end_layout

\begin_layout Standard
La période d'un barreau uniforme suspendu par une extrémité est donnée par
 
\begin_inset Formula $T=2\pi\sqrt{\frac{2\ell}{3g}}$
\end_inset

, où 
\begin_inset Formula $\ell$
\end_inset

 est la longueur et 
\begin_inset Formula $g$
\end_inset

 est l'accélération de la gravité.
 Le pendule (en forme de T, avec un couteau fixé à un barreau de 
\begin_inset Formula $6\, mm$
\end_inset

 de diamètre) est mis à osciller entre une DEL et un photo-transistor, connectés
 à expEYES.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/light-barrier.png
	height 1.5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Depuis 
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{EXPERIMENTS}
\end_layout

\end_inset

 démarrer 
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{Rod Pendulum}
\end_layout

\end_inset

 
\end_layout

\begin_layout Itemize
Mettre le pendule en oscillation et cliquer sur LANCER
\end_layout

\begin_layout Itemize
Recommencer avec différentes longueurs de pendules.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
La période est mesurée 
\begin_inset Formula $50$
\end_inset

 fois, à l'aide d'un pendule-barreau de 
\begin_inset Formula $14,6\, cm$
\end_inset

, et la valeur moyenne est 
\begin_inset Formula $0,627\, s$
\end_inset

.
 La valeur calculée de 
\begin_inset Formula $g$
\end_inset

 est 
\begin_inset Formula $9,774\, m\cdot s^{-2}$
\end_inset

, légèrement différente de la valeur réelle à cause des raisons suivantes
\begin_inset space ~
\end_inset

: la longueur est mesurée depuis le bord du couteau jusqu'en bas et utilisée
 dans la formule
\begin_inset space ~
\end_inset

; mais il y a une petite masse au-dessus du fil du couteau qui n'est pas
 prise en compte dans le calcul.
 Une autre raison est que le pendule n'est peut-être pas exactement vertical
 dans la position de repos.
\end_layout

\begin_layout Section
Oscillations d'un pendule
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Étudier la nature des oscillations d'un pendule.
 Un encodeur d'angle est requis pour mesurer le déplacement angulaire en
 fonction du temps.
 Mais en utilisant un moteur à courant continu comme capteur, il est possible
 de mesurer la vitesse angulaire en fonction du temps.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Attacher un quelconque pendule rigide à l'axe du moteur.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter le moteur entre IN, l'entrée de l'amplificateur, et GND
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter OUT à A1
\end_layout

\begin_layout Itemize
Depuis 
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{EXPERIMENTS}
\end_layout

\end_inset

 démarrer 
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{Pendulum Waveform}
\end_layout

\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Mettre le pendule à osciller et LANCER la numérisation
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Le signal observé est montré à la figure 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Cooling-curve-of"

\end_inset

(a).
 Quand on le modélise avec l'équation 
\begin_inset Formula $A=A_{0}sin\left(\omega t+\theta\right)*\exp\left(-dt\right)+C$
\end_inset

, à l'aide de Grace, on a obtenu une fréquence angulaire de 
\begin_inset Formula $10\, Hz$
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Standard
Il convient de réaliser le pendule avec un objet massif relié à l'axe par
 un bâton léger.
 Dans ce cas le moteur à courant continu fonctionne comme un générateur.
\end_layout

\begin_layout Section
Mesure de température, sonde Pt100
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Enregistrer la température d'un liquide à l'aide d'un thermomètre à résistance
 de platine.
 La résistance d'un élément Pt100 est reliée à la température par l'équation
 
\begin_inset Formula $R_{T}=R_{0}\left[1+AT+BT^{2}\right]$
\end_inset

, où 
\begin_inset Formula $A=3,9083\cdot10^{-3}$
\end_inset

 et 
\begin_inset Formula $B=-5.775\cdot10^{-7}$
\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Standard
Cela nécessite un amplificateur non-inverseur à faible tension de décalage,
 de telle façon qu'on puisse utiliser l'entrée IN1 entre 0 et 5
\begin_inset space ~
\end_inset

V.
 Comme celui-ci n'est pas disponible dans expEYES Junior, nous utilisons
 l'amplificateur inverseur, après avoir diminué son gain par une résistance
 d'entrée en série, et connectons la sortie à A1.
 La précision n'est pas très bonne dans ce cas mais les variations de températur
e peuvent être étudiées.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Standard
Pour mesurer la résistance de l'élément Pt100, nous le connectons entre
 CCS et la masse (GND) et mesurons la tension à ses bornes.
 Le courant réel de CCS devrait être mesuré comme expliqué à la partie 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "sec:Calibrating-Current-Source"

\end_inset

.
 
\end_layout

\begin_layout Standard
\align left
\begin_inset Graphics
	filename schematics/pt100.png
	height 0.8cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Depuis 
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{EXPERIMENTS}
\end_layout

\end_inset

 démarrer 
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{PT100 Sensor}
\end_layout

\end_inset

.
 
\end_layout

\begin_layout Itemize
Entrez la valeur couramment mesurée.
\end_layout

\begin_layout Itemize
Sélectionnez les paramètres requis et cliquez LANCER 
\begin_inset Foot
status open

\begin_layout Plain Layout
La résistance du Pt100 vaut
\begin_inset Formula $100\,\Omega$
\end_inset

 à 
\begin_inset Formula $0\,^{\circ}C$
\end_inset

.
 Elle change d'environ 
\begin_inset Formula $0,4\,\Omega\cdot K^{-1}$
\end_inset

, ce qui change la tension de 
\begin_inset Formula $0,4\, mV$
\end_inset

.
 Le convertisseur analogique numérique 12 bit change d'un bit de poids faible
 pour une modification de tension de 
\begin_inset Formula $1,22\, mV$
\end_inset

 à son entrée, ce qui signifie que toute variation de température de moins
 de 3 degrés ne sera pas détectée.
 On peut utiliser un amplificateur non-inverseur externe pour augmenter
 la résolution.
 Le gain de cet amplificateur devrait être tel que la température la plus
 haute à mesurer ne provoque pas de tension de sortie supérieure à 
\begin_inset Formula $5\, V$
\end_inset

.
 Modifiez le champ de gain en rapport avec votre réglage.
\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/pendulum-screen.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset

 
\begin_inset Graphics
	filename pics/cooling-curve.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
(a) Oscillations d'un pendule.
 (b) Courbe de refroidissement de l'eau
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Cooling-curve-of"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout

\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
Une courbe de refroidissement de l'eau est montrée à la figure 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Cooling-curve-of"

\end_inset

.
 La température change par échelons importants, on peut améliorer ça en
 utilisant un amplificateur entre CCS et IN1, comme expliqué à la partie
 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "sec:Non-inverting-Amplifier"

\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Standard
Au lieu de mesurer le courant et calculer le gain réel de l'amplificateur,
 on peut suivre un procédure de calibration pour obtenir les bons résultats.
 Cette procédure suppose une variation linéaire de la résistance avec la
 température.
 Pour réaliser une calibration, placez le capteur dans de la glace fondante
 et cliquer sur 
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{Freezing Point}
\end_layout

\end_inset

.
 Plongez le capteur dans de l'eau bouillante et cliquer sur 
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{Boiling Point}
\end_layout

\end_inset

.
 Ensuite cliquez sur 
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{Calibrate}
\end_layout

\end_inset

.
 Une fois que la calibration est faite, la température est calculée en utilisant
 les constantes de calibration.
\end_layout

\begin_layout Section
Stroboscope
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Un objet en mouvement périodique apparaîtra stationnaire quand on l'illumine
 avec un éclair lumineux de la même fréquence, comme l'objet est éclairé
 à chaque fois qu'il arrive au même point.
 Si les fréquences sont légèrement différentes, il apparaîtra mobile selon
 la différence de fréquence.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Itemize
Depuis 
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{EXPERIMENTS}
\end_layout

\end_inset

 sélectionner 
\begin_inset ERT
status open

\begin_layout Plain Layout


\backslash
menuitem{Stroboscope}
\end_layout

\end_inset

 
\end_layout

\begin_layout Itemize
Connecter la DEL blanche entre SQR1 et GND
\end_layout

\begin_layout Itemize
Alimenter le moteur à l'aide d'une pile et l'éclairer avec la DEL
\end_layout

\begin_layout Itemize
Ajuster SQR1 pour que le moteur apparaisse stationnaire.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
Comme vous ajustez SQR1, le mouvement du disque sur l'axe du moteur semble
 ralentir et alors à moment donné il change de sens de rotation.
 Notez la fréquence au moment du changement de sens.
\end_layout

\begin_layout Standard
Quand on l'observe avec une source de lumière pulsée de fréquence 
\begin_inset Formula $11\, Hz$
\end_inset

, un moteur qui tourne dans le sens des aiguilles d'une montre à 10 tours
 par seconde semblera tourner dans le sens inverse des aiguilles d'une montre
 une fois par seconde.
 Pendant le démarrage et quand on les arrête, les ventilateurs de plafond
 semblent quelquefois tourner à l'envers, dans la lumière des tubes fluorescents.
\end_layout

\begin_layout Standard
Comment ajuste-t-on le nombre de tours par minutes d'un moteur d'automobile
\begin_inset space ~
\end_inset

?
\end_layout

\begin_layout Section
Vitesse de rotation d'un moteur
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Objectif
\end_layout

\begin_layout Standard
Étudier comment faire des capteurs pour détecter des mouvements mécaniques.
 Utiliser un photo-transistor pour trouver la vitesse de rotation d'un moteur.
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Procédure
\end_layout

\begin_layout Standard
Un cache unique est fixé au moteur et on le place entre le photo-transistor
 et la DEL, pour qu'il intercepte la lumière une fois à chaque tour.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Graphics
	filename schematics/motor-rpm.png
	height 1.5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler SQR1 à 0
\begin_inset space ~
\end_inset

Hz pour alimenter la DEL
\end_layout

\begin_layout Itemize
Régler SQR2 à 100Hz, pour alimenter le moteur
\end_layout

\begin_layout Itemize
Assigner SEN à CH1
\end_layout

\begin_layout Itemize
Faire un clic droit sur SEN pour mesurer la fréquence (l'option FIT peut
 ne pas fonctionner pour ces impulsions)
\end_layout

\begin_layout Subsection*
Observation
\end_layout

\begin_layout Standard
La tension de sortie du photo-transistor montre des pics quand la lumière
 est coupée.
 Les valeurs observées peuvent être vérifiées à l'aide d'un aimant et d'une
 bobine comme expliqué à la partie 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "sec:A-simple-AC"

\end_inset

.
\end_layout

\begin_layout Chapter
Programmer expEYES en Python
\end_layout

\begin_layout Standard
Les programmes avec une interface utilisateur graphique décrits dans les
 parties précédentes sont prévus pour un ensemble fixe d'expériences.
 Pour développer de nouvelles expériences, il faut savoir comment on accède
 aux possibilités d'expEYES Junior par logiciel.
 Les appels de fonctions importants pour communiquer avec l'appareil sont
 donnés ci-dessous.
 pour plus de détails, référez-vous au 
\emph on
Manuel du programmeur
\emph default
.
\end_layout

\begin_layout Paragraph*
Numéros des canaux
\end_layout

\begin_layout Standard

\emph on
Un numéro de canal est assigné pour identifier chaque signal analogique
 ou numérique, comme expliqué dans le tableau 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "tab:Channel-numbers-of"

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float table
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Tabular
<lyxtabular version="3" rows="14" columns="2">
<features tabularvalignment="middle">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<column alignment="center" valignment="top" width="0">
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
N° de canal
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
Nom
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
0
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
Sortie du comparateur analogique, 
\emph on
Analog Comparator output
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
1
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
A1
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
2
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
A2
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
3
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
IN1
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
4
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
IN2
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
5
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
SEN
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
6
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
rétrocontrôle de SQR1 
\emph on
(readback)
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
7
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
rétrocontrôle de SQR2 
\emph on
(readback)
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
8
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
sortie de SQR1
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
9
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
sortie de SQR2
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
10
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
sortie de OD1
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
11
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
sortie du contrôle de CCS
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
<row>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
12
\end_layout

\end_inset
</cell>
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
\begin_inset Text

\begin_layout Plain Layout
rétrocontrôle de PVS 
\emph on
(readback)
\end_layout

\end_inset
</cell>
</row>
</lyxtabular>

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Numéros de canaux des bornes d'entrée/sortie
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "tab:Channel-numbers-of"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Paragraph*
Installation des bibliothèques Python
\end_layout

\begin_layout Standard
Le paquet d'expEYES Junior consiste en trois fichiers (
\family typewriter
eyesj.py
\family default
, 
\family typewriter
eyeplot.py
\family default
 et 
\family typewriter
eyemath.py
\family default
) dans un sous-répertoire nommé 
\family typewriter
expeyes
\family default
.
 Ce sous-répertoire devrait être accessible dans votre répertoire de travail
 ou dans le chemin de Python (Python PATH).
 Si les programmes graphiques ont déjà été installés sur votre ordinateur,
 lancez la commande
\end_layout

\begin_layout Standard

\family typewriter
$ python
\end_layout

\begin_layout Standard
puis à l'invite de Python, entrez
\begin_inset space ~
\end_inset

: 
\family typewriter
from expeyes import eyesj
\family default
 puis tapez Entrée.
 Si aucun message d'erreur n'apparaît, c'est que les bibliothèques nécessaires
 sont déjà en bonne place.
 Autrement, ces bibliothèques sont situées ailleurs, et le mieux est de
 les recopier dans votre répertoire de travail.
 Essayez, depuis votre répertoire de travail, de lancer la commande suivante
\begin_inset space ~
\end_inset

:
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
$cp -r /usr/share/eyesjunior/expeyes 
\end_layout

\begin_layout Standard
Ça devrait rendre le paquet disponible dans votre répertoire.
\end_layout

\begin_layout Paragraph*
Commencer à communiquer
\end_layout

\begin_layout Standard
Démarrez l'interpréteur Python (depuis le répertoire où vous avez le sous-répert
oire expeyes, si les bibliothèques ne sont pas disponibles globalement),
 par la commande
\begin_inset space ~
\end_inset

:
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
$python
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
Python 2.7.3 (default, Apr 20 2012, 22:44:07)  
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>
\end_layout

\begin_layout Standard
Le signe >>> signifie que vous êtes en train d'utiliser Python en mode interacti
f.
 Tapez les deux lignes suivantes pour charger la bibliothèque et établir
 la connexion à l'appareil.
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>import expeyes.eyesj
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>p=expeyes.eyesj.open()
\end_layout

\begin_layout Standard
Si vous avez un message d'erreur, vérifiez les connexions, et si un autre
 programme utilise déjà expEYES.
 Un seul programme peut utiliser expEYES à la fois.
 Nous allons commencer par mesurer la capacité interne à la borne IN1
\begin_inset space ~
\end_inset

:
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>p.measure_cap()   # mesure de C sur IN1
\end_layout

\begin_layout Standard
Une valeur entre 
\begin_inset Formula $30$
\end_inset

 et 
\begin_inset Formula $35\, pF$
\end_inset

 sera affichée.
 Connectez un condensateur (de moins de 
\begin_inset Formula $0,01\,\mu F$
\end_inset

) entre IN1 et GND et relancez la commande.
 Soustrayez la capacité interne de la valeur obtenue.
\end_layout

\begin_layout Standard
Des possibilités d'entrées/sorties sont présentes.
 pour les tester, connectez OD1 à IN1 à l'aide d'un fil électrique et essayez
 ce qui suit
\begin_inset space ~
\end_inset

:
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>print p.get_state(3)    # statut de IN1
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>p.set_state(10,1)       # passer OD1 à l'état logique HAUT
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>print p.get_state(3)    # nouveau statut de IN1
\end_layout

\begin_layout Standard
Lors du deuxième appel, 
\family typewriter
get_state(3)
\family default
 devrait afficher 1.
\end_layout

\begin_layout Standard
Commençons maintenant à générer/mesurer des signaux de tension.
 Connectez PVS à IN1 et essayez
\begin_inset space ~
\end_inset

:
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>print p.set_voltage(2.5) # renvoie la valeur du réglage
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>print p.get_voltage(3)   # le canal 3 est IN1
\end_layout

\begin_layout Standard
Cela devrait afficher 
\begin_inset Formula $2,5\, V$
\end_inset

 à 2~3 millivolt près.
\end_layout

\begin_layout Standard
Maintenant connectez SINE à A1 et essayez
\begin_inset space ~
\end_inset

:
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>print p.get_voltage(1)
\end_layout

\begin_layout Standard
Vous obtiendrez différents résultats à chaque fois que vous relancerez cette
 commande
\begin_inset Foot
status collapsed

\begin_layout Plain Layout
on peut utiliser la flèche-haute pour rappeler les commandes précédentes
\end_layout

\end_inset

.
 Il est plus raisonnable de mesurer cette tension pendant un moment et d'en
 faire un graphique.
 Nous allons importer la bibliothèque 
\family typewriter
matplotlib
\family default
 pour faire des graphiques, capturer le signal sinusoïdal et en faire un
 graphique.
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>from pylab import *
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>ion()   # met pylab en mode interactif
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>t,v = p.capture(1,300,100) 
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>plot(t,v)
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>show()
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/pylab-sine.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset

 
\begin_inset Graphics
	filename pics/pylab-sine-sqr.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
Entrées capturées et mises en graphique à l'aide de pylab (a) signal sinusoïdal
 (b) sinusoïde et carré 
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:Sine"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
Nous avons échantillonné la tension de A1 300 fois avec un intervalle de
 temps de 
\begin_inset Formula $100\,\mu s$
\end_inset

 entre deux échantillons consécutifs, c'est à dire que la tension est capturée
 pendant 
\begin_inset Formula $30\, ms$
\end_inset

.
 Le nombre maximum d'échantillons autorisé est 1800, limité par la mémoire
 vive d'expEYES.
\end_layout

\begin_layout Standard
Le graphique apparaîtra dans une autre fenêtre, comme montré à la figure
 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Sine"

\end_inset

(a).
 pour mesurer avec une résolution plus fine, on peut utiliser 
\family typewriter
capture_hr()
\family default
, mais le nombre total d'échantillons sera limité à 900 dans ce cas.
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>t,v = p.capture_hr(1,300,100) 
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>plot(t,v)
\end_layout

\begin_layout Standard
Ajoutons maintenant un signal carré au graphique, par
\begin_inset space ~
\end_inset

:
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>print p.set_sqr1(100)    # règle SQR1 à 100Hz
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>t,v = capture(6,300,100) # le canal 6 est le rétrocontrôle de SQR1
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>plot(t,v)
\end_layout

\begin_layout Standard
La sortie est montrée dans la figure 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:Sine"

\end_inset

(b).
\end_layout

\begin_layout Standard
Quelques expériences nécessiteront de capturer plus d'un signal corrélé
 dans le temps, il faut utiliser 
\family typewriter
capture2
\family default
, 
\family typewriter
capture3
\family default
 ou 
\family typewriter
capture4
\family default
 pour cela.
 Par exemple pour voir le déphasage d'un signal sinusoïdal, ajoutez 
\begin_inset Formula $1\,\mu F$
\end_inset

 entre A1 et A2, et une résistance de 
\begin_inset Formula $1\, k\Omega$
\end_inset

 entre A2 et GND.
 Capturez la tension avant et après le condensateur par
\begin_inset space ~
\end_inset

:
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>t1,v1,t2,v2 = capture2(1, 2,300,100)  # canaux 1 & 6 en même temps
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>plot(t1,v1, t2,v2)
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/pylab-sine-phase.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset

 
\begin_inset Graphics
	filename pics/pylab-cap-discharge.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
(a)Déphasage d'un signal sinusoïdal à travers un condensateur.
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:(a)Phase-shift-of"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Standard
La sortie est montrée à la figure 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:(a)Phase-shift-of"

\end_inset

(a).
\end_layout

\begin_layout Standard
La plupart du temps la tension à capturer est générée suite à d'autres actions,
 comme la mise en place d'une tension.
 On fait cela en implémentant des modificateurs de capture.
 On peut expliquer ça facilement en capturant la tension aux bornes d'un
 condensateur juste après y avoir appliqué un échelon de tension à travers
 une résistance.
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>p.set_state(1)        # OD1 à 5 V
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>p.enable_set_low(10)  # Effet seulement pendant la capture
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>t,v=p.capture_hr(1, 2,300,20) # OD1->0 avant la capture 
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>p.disable_actions()   # Pas d'autre action sur OD1
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>plot(t,v)
\end_layout

\begin_layout Standard
Le résultat est montré à la figure 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:(a)Phase-shift-of"

\end_inset

(b)
\end_layout

\begin_layout Standard
Les sorties SQR1 et SQR2 peuvent générer des signaux carrés entre 
\begin_inset Formula $0,7\, Hz$
\end_inset

 et 
\begin_inset Formula $200\, kHz$
\end_inset

, l'appel de fonction renvoie la fréquence effective après réglage.
 On peut aussi programmer ces sorties pour générer des signaux d'impulsions
 modulées en largeur, 
\emph on
Pulse Width Modulated
\emph default
 (PWM), à certaines fréquences fixes.
\end_layout

\begin_layout Standard
\begin_inset Float figure
wide false
sideways false
status open

\begin_layout Plain Layout
\align center
\begin_inset Graphics
	filename pics/pylab-pwm.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset

 
\begin_inset Graphics
	filename pics/pylab-fitsine.png
	lyxscale 50
	width 5cm

\end_inset


\end_layout

\begin_layout Plain Layout
\begin_inset Caption

\begin_layout Plain Layout
(a) signal PWM (b) signal sinusoïdal et sa modélisation
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "fig:(a)-PWM-waveform"

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\end_inset


\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>print p.set_sqr1_pwm(30)      # rapport cyclique 30%, 488 Hz
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>t,v=p.capture_hr(6, 300,50)   # lecture du signal
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>plot(t,v)
\end_layout

\begin_layout Standard
Le résultat est montré à la figure 
\begin_inset CommandInset ref
LatexCommand ref
reference "fig:(a)-PWM-waveform"

\end_inset

(a).
 
\end_layout

\begin_layout Standard
ExpEYES peut mesurer l'intervalle de temps entre des transitions logiques
 aux entrées numériques.
 Connecter SQR1 à IN1 et essayer
\begin_inset space ~
\end_inset

:
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>print p.r2ftime(3,3)      
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>print p.set_sqr1(1000)    # signal carré 1kHz
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>print p.r2ftime(3,3)      # de la montée à la descente
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>print p.multi_r2rtime(3)  # entre deux fronts montants
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>print p.measure_frequency(3)
\end_layout

\begin_layout Standard
Essayez de créer des signaux carrés à différentes fréquences et mesurez-les.
\end_layout

\begin_layout Standard
À partir d'un signal capturé, on peut mesurer son amplitude et sa fréquence
 par modélisation de la courbe.
 Les résultats sont précis avec une entrée sinusoïdale, mais la mesure de
 fréquence fonctionne avec d'autres formes d'onde aussi.
 Connecter SINE à A1 et essayer
\begin_inset space ~
\end_inset

:
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>import expeyes.eyemath as em
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>t,v= p.capture_hr(1, 400,50)
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>vfit, par = em.fit_sine(t,v)
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>print par[0], par[1]*1000   # Amplitude & Fréquence
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>plot(t,v,t,vfit)
\end_layout

\begin_layout Standard
La tension crête et la fréquence seront affichées.
\end_layout

\begin_layout Standard
Pour plus d'information lisez le 
\emph on
manuel du programmeur
\emph default
.
 Vous pouvez récupérer une description brève de chacune des fonctions à
 l'aide de la commande
\end_layout

\begin_layout LyX-Code
>>>help(expeyes.eyesj)
\end_layout

\begin_layout Standard
Une fois que vous connaîtrez le langage Python, il vous sera plus facile
 de lire le code source 
\family typewriter
eyesj.py
\family default
 pour comprendre le fonctionnement du programme.
 En fait toutes les mesures en temps-réel sont faites par le programme en
 C 
\family typewriter
eyesj.c
\family default
 qui tourne sur le micro-contrôleur.
 La bibliothèque Python envoie des commandes pour récupérer les données
 requises, et utilise la puissance de Python pour l'analyse des données
 et leur affichage.
\end_layout

\begin_layout Standard
Les versions les plus récentes de ce manuel (au format A4) peuvent être
 téléchargées depuis 
\family typewriter
http://expeyes.in
\end_layout

\begin_layout LyX-Code

\family roman
Si vous trouvez des fautes, envoyez un courriel à
\family default
 ajith@iuac.res
\end_layout

\end_body
\end_document
