Radio ETON

La radio ETON est une petite radio FM/AM entièrement autonome énergétiquement grâce à une dynamo actionnée par manivelle et un petit panneau solaire.

 

Vous répondrez aux questions sur un document texte (MS Word, LibreOffice Writer ou Texte Cryptpad).

La présentation doit être claire, concise, soignée, et comporter des captures d’écran et photos pertinentes.

 

Présentation

 

Matériel nécessaire

  • Platine de la radio, fixée sur la table
  • Poulie, ficelle et masse (\(m=200\;\text{g}\))
  • 2 multimètres + 4 cordons
  • Tachymètre optique

 

Travail demandé

Objectif : mesurer le rendement de la chaîne de puissance de chargement par manivelle, depuis la manivelle jusqu’à la charge de la batterie.

 

Mise en œuvre des appareils de mesure

Repérer sur le diagramme ci dessous les grandeurs de composante de puissance (Force, Couple, Vitesse, Tension, Courant, …) qu’il faut mesurer pour calculer le rendement décrit dans l’objectif. Donner l’expression littérale de ce rendement.

 

Mesure des grandeurs mécaniques

Pour appliquer un couple constant sur l’axe de la manivelle, nous utiliserons une poulie sur laquelle s’enroule une ficelle sur laquelle est fixée une masse.

Le couple peut ainsi se mesurer en appliquant la relation ci-dessous :

\(\large{C=m\cdot g\cdot r}\)

avec \(g=9,81\;\text{m/s²}\)

 

Pour mesurer la vitesse angulaire, nous utiliserons un tachymètre optique, pointé sur la bande réfléchissante de la poulie.

 

Mesure des grandeurs électriques

Les grandeurs électriques seront mesurées à l’aide de 2 multimètres : un voltmètre et un ampèremètre.

Compléter le schéma électrique ci-dessous en y ajoutant les deux appareils de mesure :  et

Appeler le professeur

 

Réalisation des mesures

Préparer l’ensemble des instruments de mesure :
  • Multimètres configurés (voltmètre et ampèremètre), branchés et allumés,
  • Ficelle enroulée sur poulie coincée (par une petite clé Allen) et masse en position haute,
  • Tachymètre allumé

 

Répartir les tâches entre les membres du groupe :
  • Lecture des multimètres (il est possible de « figer » la mesure en appuyant sur un bouton)
  • Visée et lecture du tachymètre
  • Lâché de la masse : retirer la clé Allen

 

Réaliser les mesures et relever les valeurs.

 

Calcul du rendement

Calculer le couple appliqué à l’arbre de la manivelle (voir relation plus haut), dans les unités S.I.

 

Convertir, dans les unités S.I. de vitesse angulaire, la fréquence de rotation mesurée .
ATTENTION au nombre d’impulsions par tour de poulie !

 

Calculer la puissance mécanique d’entrée.

 

Calculer la puissance électrique de sortie.

 

En déduire la valeur du rendement.

 

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