TP Allumage - Moteur stirling au LFM
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TP Allumage - Moteur stirling au LFM
ELECTROTECHNIQUE BOBINE D’ALLUMAGE Nom : Classe : groupe : Objectifs : Comprendre le Fonctionnement du Transistor en Interrupteur Commandé. Mettre en évidence le Comportement d’une Bobine d’Allumage de Voiture. Faire un Bilan Energétique. Découvrir le Matériel Durée : 3h00 I/ MONTAGE COMPLET Ce montage permet de créer l’ALLUMAGE comme dans un moteur à ESSENCE. Le Générateur crée un signal électrique qui ouvre ou ferme l’interrupteur. Fermé, la batterie charge la bobine. Lorsqu’il s’ouvre ensuite, la bobine redonne son énergie vers la bougie. Générateur Basse Fréquence Transistor (Interrupteur Commandé Bobine d’Allumage Avec sa Bougie ELECTROTECHNIQUE ISP : TP1 BOBINE D’ALLUMAGE Pré requis : Cours « Énergie, Puissance » Réglage de la Fréquence Fil de Commande Borne de l’Interrupteur Primaire de la Bobine : C’est là qu’elle se charge Bougie sur le secondaire de la Bobine : C’est là qu’elle se décharge Batterie 12 volt Masse Commune à tous les éléments Partie commande Partie Opérative (Partie Puissance) TP Allumage v4.doc Page 1 / 5 ELECTROTECHNIQUE BOBINE D’ALLUMAGE Nom : Classe : groupe : II/ PRINCIPES du FONCTIONNEMENT Le GBF Le Générateur Basse Fréquence (GBF) est un appareil qui fournit de l’électricité (générateur). Contrairement à une batterie qui possède une tension constante (exemple : 12volt), le GBF peut avoir une tension variable (sinusoïdale, carré, dent de scie etc…) à des fréquences pouvant atteindre 20000 Hz (20000 variations par seconde). De là vient le terme « basse fréquence ». ELECTROTECHNIQUE ISP : TP1 BOBINE D’ALLUMAGE Exemple d’une tension « carrée » : Le générateur est à 12 volt pendant 2 ms, puis à 0 volt pendant 1 ms. Cela revient à un système qui s’allume puis s’éteind en alternance. Le Transistor Ici le Transistor est utilisé comme un interrupteur. Il est contrôlé par la tension du GBF. Il se ferme lorsqu’il reçoit une tension, et s’ouvre s’il ne reçoit pas de tension. La Bobine Elle se compose d’un enroulement de fil électrique. Lorsque le courant passe, elle stocke l’énergie sous forme magnétique. Elle redonne l’énergie en devenant elle-même générateur électrique. Exemple de BOBINE SIMPLE NOTRE BOBINE, comporte 2 enroulements: ETAPE 1 : LA CHARGE La Présence d’une Tension sur la Bobine à GAUCHE (primaire) augmente le Courant et DONC le Champs Magnétique dans le fer. ETAPE 2 : LA DÉCHARGE On ouvre l’Interrupteur, donc le Courant s’ARRÊTE. L’énergie stockée cherche à repartir……C’est pourquoi la tension monte jusqu’à ce que le courant puisse repartir……C’est l’ÉTINCELLE sur la BOUGIE. TP Allumage v4.doc Page 2 / 5 Nom : ELECTROTECHNIQUE BOBINE D’ALLUMAGE Classe : Transistor Réel II/ MESURES a EFFECTUER groupe : Transistor Schématisé Le Transistor Afin d’étudier le transistor, vous disposez d’un petit montage : Le transistor est Dessinez le contact ouvert ou fermé A SAVOIR : Tension aux bornes de la Résistance + Tension aux bornes du Transistor = Tension Totale = 12 volts ELECTROTECHNIQUE ISP : La tension aux bornes du transistor est : Le courant passe ou ne passe pas Tension aux bornes de la Résistance Commande à 12 Volts Fermé Commande à 0 Volt Ouvert ………. Volt ………. Volt ………. Volt ………. Volt CONCLUSION : Quand l’interrupteur est FERMÉ : • Le courant PASSE. • Il n’y a PAS de différence de Potentiel Avant et Après. (même hauteur d’eau) TP1 BOBINE D’ALLUMAGE Ce Transistor se ferme avec une Tension de Commande de 12 Volt. Regardez la tension aux bornes du transistor (canal 2), et Complétez le tableau. l’interrupteur est OUVERT : • Le courant NE PASSE PAS. • Il y a une différence de Potentiel Avant et Après. (différence de hauteur d’eau) TP Allumage v4.doc Page 3 / 5 ELECTROTECHNIQUE BOBINE D’ALLUMAGE Nom : Classe : groupe : Système d’Allumage Complet EN PRESENCE DU PROFESSEUR, mettez le montage complet en MARCHE. L’oscilloscope vous montre 2 courbes au cours du Temps : • ELECTROTECHNIQUE ISP : TP1 BOBINE D’ALLUMAGE • La Tension qui montre si le transistor est Ouvert ou Fermé. La Tension à l’Entrée de la Bobine possède 3 états : Une phase de charge, une de décharge ou étincelle et une oscillation qui ne sera pas étudiée cette année. Indiquez sur le Graphe les 3 Zones suivantes : • La Bobine se Charge en Energie. • La Bobine se Décharge (étincelle) • Une résonance électrique crée une onde parasite. Remplir ce petit tableau : la charge l’étincelle Mesurez la durée de… Mesurez la tension à l’entrée de la bobine pendant… Tension Disruptive de l’air : 36000 volt/cm : C’est la tension nécessaire pour créer un arc électrique dans l’atmosphère entre 2 électrodes. ETEIGNEZ LE SYSTEME Débranchez la prise du corps de la bobine. Puis dévisser l’ensemble Bobine-Bougie. Mesurez au Pied à Coulisse la distance entre les 2 électrodes de la Bougie : Ecartement : mm Déduire la Tension au Secondaire de la Bobine pendant l’étincelle : Tension au Secondaire : Rappelez la Tension au Primaire de la Bobine pendant l’étincelle : Tension au Primaire : V V Calculer le rapport entre ces 2 Tensions vous donnera le rapport entre le nombre de spires dans le Primaire et dans le Secondaire : Rapport entre les Nombres de Spires : Grâce à cette différence entre les nombres de spires, la tension s’élève plus rapidement dans le Secondaire que dans le Primaire et l’arc électrique se fait en priorité vers la bougie. Sinon il y aurait risque d’étincelle aux bornes du Transistor (qui n’aimerait pas du tout…). TP Allumage v4.doc Page 4 / 5 ELECTROTECHNIQUE BOBINE D’ALLUMAGE Etude de l’Energie : La formule qui calcule l’énergie dans une bobine est : E = 1 2 L.I Max 2 Nom : Classe : groupe : AVEC : E: Energie L: Inductance de bobine Le courant atteint dans la bobine IMax : au moment de couper Mais on ne connaît pas IMax…. (U bat .t ) 2 2.L Faites le Calcul avec les Données Suivantes (Précisez l’unité du résultat) : t = 2 ms L = 4 mH Energie : Ubat = 12Volt) Cette énergie part ensuite vers la Bougie. On sait que Puissanceélectrique = Tension.Courant = U .I Connaissant la relation entre Puissance et Energie, vous pouvez finir la formule suivante : Energieélectrique = U .I . ELECTROTECHNIQUE ISP : TP1 BOBINE D’ALLUMAGE Vous utiliserez donc la formule modifiée : E = AVEC : E: Energie t: Le Temps de Charge (en Seconde) L: Inductance de bobine (en Henry) La Tension de Baterie (en Volt) Ubat : TP Allumage v4.doc Page 5 / 5