Téléscope

Le télescope AstroLab est un télescope motorisé dont le mouvement peut être asservi au mouvement de rotation de la Terre.

 

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

  • Télescope en position tube horizontal
  • Poulie, ficelle et masse (2 kg)
  • Alimentation stabilisée 12V
  • Ampèremètre
  • 3 cordons de mesure
  • Chronomètre et mètre ruban

 

Travail demandé

Objectif : mesurer le rendement de la chaîne de puissance de chargement par manivelle, depuis la sortie de l’alimentation jusqu’au mouvement de rotation du tube optique (axe azimut).

 

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 \(C\) sur l’axe de rotation du tube optique (azimut) , nous utiliserons une poulie de rayon \(r\) sur laquelle s’enroule une ficelle au bout de laquelle est fixée une masse \(m\).

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

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

avec \(g=9,81\;\text{m/s²}\)

 

La vitesse de rotation de l’embase étant suffisamment faible, il est possible d’obtenir sa valeur moyenne en mesurant l’angle parcouru (ou bien la distance parcourue par la masse) et la durée de mouvement :

 

 

Mesure des grandeurs électriques

L’alimentation fournit une tension stabilisée à 12V.

Pour mesurer l’intensité du courant électrique, on utilisera un ampèremètre.

Compléter le schéma électrique ci-dessous représentant l’alimentation électrique du télescope, en y ajoutant l’ampèremètre. (Copier/Coller l’image sur le document réponse et ajouter des lignes à partir du logiciel de traitement de texte)

Appeler le professeur

 

Réalisation des mesures

Préparer l’ensemble des instruments de mesure :
  • Alimentation allumée et télescope sous tension
  • Masse sur la table et ficelle enroulée et tendue
  • Mètre ruban en position et chronomètre prêt à démarrer

 

Répartir les tâches entre les membres du groupe :
  • Démarrage et arrêt du moteur (à l’aide de la raquette )
  • Lecture du chronomètre et de la distance parcourue
  • Lecture de l’intensité du courant sur l’alimentation

 

Avant de mettre en mouvement relever la valeur du courant consommé par le télescope. Donner une explication.

 

Réaliser les mesures et relever les valeurs.

 

Calcul du rendement

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

 

Calculer, la vitesse angulaire moyenne mesurée au chronomètre et au mètre.

 

Calculer la puissance électrique d’entrée.

 

Calculer la puissance mécanique de sortie.

 

En déduire la valeur du rendement.

 

Évolution du rendement en fonction de la charge

Réaliser d’autres mesures afin d’établir une courbe représentant l’évolution du rendement en fonction du couple appliqué au tube optique.

Pour cela, utiliser une feuille de calcul …

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