Filtres Rc Du Premier Ordre | Caisse France Plastique Maroc
Filtres RLC (passe-bas, passe-haut, passe-bande) Charger les paramétrages Charger l'exemple Description de l'expérience Une oscillation sinusoïdale de fréquence f avec une amplitude constante est appliquée à un filtre électrique composé d'une résistance et d'un condensateur (RC), d'une résistance et d'une bobine (RL) ou d'une résistance et d'un circuit oscillant parallèle LC (RLC). Une oscillation de fréquence f s'établit également après un bref temps de réponse à la sortie du filtre. On étudie les valeurs efficaces de la tension de sortie U et du courant I qui circule, les résistances de courant alternatif Z 1 = 1/(1/iωC) + iωL) (seulement LC) et Z = R + 1/(1/iωC) + iωL) (R avec LC) et la position de phase φ entre le courant et la tension appliquée en fonction de la fréquence f. L'action d'un filtre passe-bas (RC), passe-haut (RL) et d'un passe-bande (RLC) se voit très bien et on peut ainsi discuter des résistances de courant alternatif, des déphasages et de la résonance en parallèle sur le filtre RLC.
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Pour cela, il faut se rappeler ce qui a t dit sur le comportement des selfs et condensateurs en HF et BF. Le filtre En BF En HF Nature du filtre En BF, V s = 0. La self agit comme un interrupteur ferm (court-circuit). En HF, V s existe. Il s'agit donc d'un Filtre passe-haut En BF, V s existe. La self agit comme un interrupteur ferm. En HF, V s = 0. La self agit comme un interrupteur ouvert. Filtre passe-bas 3. Le filtre RC 3. 1 Le filtre RC srie Frquence de coupure du filtre RC A f c, R = X c R = 1/2 p f c C f c = 1/2 p RC Avec R en W, C en F et f c en Hz. tan a = X c / R et a = tan -1 (X c / R) A f c, le dphasage est de -45. En effet, comme R = X c tan a = -1 a = tan -1 -1 = -45 = - p / 4 rd Attention: ici X c est dirig dans le sens ngatif (vers le bas) donc un dphasage ngatif. 3. 2 RC parallle On utilise, comme dans le filtre RC srie, la construction de Fresnel. On applique les mmes formules que pour le filtre RC srie. 3. 3 Passe-haut ou passe-bas? On applique la mme mthode infaillible.
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Dans la représentation de Z, on peut facilement relever l'addition de résistances complexes dans le montage en série. Pour le filtre passe-bas, on a Z = R + 1/iωC et pour le filtre passe-haut, Z = R + iωL. Comme seulement la fréquence ω est variée, et donc la partie imaginaire de Z, la partie ohmique réelle reste constante. C'est ainsi que dans le plan complexe, il se forme des droites verticales dont l'écartement de l'axe imaginaire correspond tout à fait à la résistance R ohmique. Comme dans l'exemple, la bobine a une résistance interne ohmique d'environ 4 Ω, l'écartement de l'axe imaginaire est pour le filtre passe-haut plus grand que pour le filtre passe-bas d'environ 4 Ω. Remarque Pour un circuit de courant alternatif, on peut écrire U = |U| * e iωt et I = |I| * e i(ωt-φ) la résistance complexe Z = U/I ne dépendant plus de t Z = |U|/|I| * e iφ = |Z| * e iφ (diagramme géométrique de Z) Inversement on a Y = 1/Z = 1/|Z| * e -iφ (diagramme géométrique de Y) Le diagramme géométrique de Y correspond à l'inversion complexe du diagramme géométrique de Z (r -> -r, φ -> -φ).
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A cette pulsation, l'impédance du circuit RLC série se réduit à la résistance du circuit et ainsi l'impédance totale du dipôle RLC série s'écrit: Le dipôle est alors réduit à une résistance et on montre aisément que le gain est maximal dans cette condition. Par ailleurs, on voit sur le diagramme de phase, qu'à cette pulsation, le déphasage est nul. On constate que lorsque la pulsation tend vers 0, le gain tend vers 0 et la phase vers 90° tandis que lorsque la pulsation tend vers l'infini, le gain tend aussi vers 0 et la phase vers -90°. On peut lire encore sur le diagramme de gain que la décroissance pour les fréquences basses et hautes se fait au rythme de -20 dB par décade. Le circuit est un filtre passe-bande qui laisse passer les fréquences autour de sa fréquence de résonance: la bande passante est définie par les deux valeurs de fréquence () autour de la résonance pour lesquelles le gain vaut -3 dB par rapport au gain à la résonance, ici 0 dB. On montre aisément que la bande passante en fréquence du filtre est directement liée à son facteur de qualité par la formule: Il est aisé de modifier les valeurs de composants avec Scilab pour obtenir rapidement le diagramme de Bode correspondant: ci-après, le diagramme de Bode pour une résistance dix fois moindre soit:
Du fait de cette transformation, des demi-cercles se forment à partir des droites Z = R + 1/iωC et Z = R + iωL des diagrammes géométriques de Z dans la représentation de Y (symétrie sur le cercle à rayon unité). Astuces Il suffit d'activer pour masquer et réafficher les instruments de mesure. Une logarithmisation simple de l'axe des coordonnées s'obtient par simple clic sur l'axe en question avec le bouton droit de la souris. Les affaiblissements de 6 dB/octave (ou 20 dB/décade) peuvent être relevés tout simplement comme pente ±1 dans une représentation doublement logarithmisée.
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