RC déphasage varie en fonction de la fréquence?

[valentin8]

Voilà ma question est simple.

J'ai un circuit RC tout simple, je mesure son déphasage expérimentalement et je trouve 12.07° (et non 90°)... (par la méthode des deux signaux et lissajous)

Et je lis :

• Quant au chanel A en réalité il donne la tension dans la résistance, mais étant donné qu’il n’y à que le comportement du courant au cours du temps qui nous intéresse et qu’un charge résistive ne crée pas de déphasage cela ne pose pas de problème.
• On remarque bien que le courant est en avance par rapport à la tension aux bornes du condensateur, on remarque également que quand celui-ci est au maximum la tension est au minimum et vice-versa. On peut donc en conclure que le déphasage est de 90°. Il est possible de décalibrer les échelles de l’appareil de façon à observer une période sur 9 graduations, ce qui permettrait d’afficher le déphasage de façon encore plus clair.
  

et en conclusion je vois

Le déphasage ne dépend pas de la fréquence, il s’agit la d’un circuit RC, le courant sera toujours en avance de 90° par rapport à la tension.

Est ce vrai? car c'est pas cos(phi)=Ur/Uz ? et vu que Uz = 1/wC, son impédance varie donc phi varie...

Là, je me perds...

Un grand merci.
-----

[jiherve]

Bonjour,
un circuit RC est caractérisé par son retard (unité secondes) donc exprimé en phase (degré) cela varie en fonction de la fréquence car je suppose que vous avez mesuré le déphasage entre la tension d'entrée, devant la résistance et celle située après la résistance au point de jonction avec la capa ?
JR

[Qristoff]

Bien relire... déphasage entre tension ET courant ! et non pas entre tension ET tension !

[valentin8]

Donc déphasage tension-tension RC c'est toujours 90°

Mais tension-courant ça varie, car c'est du aux impédances qui limitent le courant? Donc le déphasage varie en fonction de la fréquence dû à l'impédance 1/wC ?

je vous montre le circuit:
photo du circuit : [urlxxxxxxxxx
Notre prof a dit de "pour visualiser en même temps la tension aux bornes du condensateur et le courant dans le condensateur il faut utiliser une prise sans terre."

C'est parce que sinon le condensateur va être court-circuité? (j'essaye de répondre à mes questions, je suis sûr à 99%)

[A voir en vidéo sur Futura]

[jiherve]

Re

Bien relire... déphasage entre tension ET courant ! et non pas entre tension ET tension !

J'ai bien relu et ce n'est pas si clair.
D'ailleurs le montage shadock donné me laisse encore plus perplexe car il faudrait que le générateur soit totalement flottant!
JR

[Qristoff]

J'ai bien relu et ce n'est pas si clair

ce n'était pas à toi que je destinais ce message.. coïncidence !

Donc déphasage tension-tension RC c'est toujours 90°

non c'est le contraire !
Il faut se rappeler la grande différence qui oppose les éléments passifs (résistances) et les éléments réactifs (self et capa).
Pour une capa, le courant est en retard sur la tension, pour une self, c'est le contraire !
La phase de la tension (qui reste par ailleur toujours égale à U=Z x I), varie avec Z puisque dans un cas, Z vaut 1/Cw et dans l'autre cas Z vaut Lw ! (et encore j'essaie de faire simple....)

[valentin8]

Donc si vous me dîtes que tension-tension RC ce n'est pas toujours 90°, c'est que le courant-tension, c'est toujours 90°. Alors comment se fait-il que j'ai un déphasage plus petit que 90°.

Je m'excuse vraiment, mais j'avoue, là je mélange quand même. Car j'ai toujours appris que cos(phi) = Ur/Uz et vu que Uz varie, le déphasage varie.

Merci d'avance pour votre aide.

[Qristoff]

le cos(phi) est valable à une seule fréquence ! 50hz ?

[jiherve]

Re

ce n'était pas à toi que je destinais ce message.. coïncidence !

il m'arrive de lire en diagonale et de mal lire, je me remet donc toujours en cause d'abord !
JR

[valentin8]

le cos(phi) est valable à une seule fréquence ! 50hz ?

Alors là, ça devient troublant, car on a jamais vu que c'était que pour une fréquence...

La formule générale du déphasage courant-tension se définit comment alors?

[jiherve]

Re
si c'est bien cos(phi)=Ur/Uz = R/Zc donc si R n'est pas nul alors Cos(phi) > 0 => phi < 90!
Ceci dit je doute toujours du montage de mesure!
Quelle valeur pour R , C et W
JR

[valentin8]

Laboratoire donné par le prof:

1. - Appliquer un signal sinusoïdal à l’entrée du circuit. (voir [urlxxxxxxxxx
   
2. - Visualiser la tension aux bornes du condensateur sur le canal 1 de votre oscilloscope
3. - Visualiser le courant dans le condensateur sur le canal 2 de votre oscilloscope
4. - Visualiser en même temps la tension aux bornes du condensateur et le courant dans le condensateur (ATTENTION aux problèmes de masse!!!). Attention au sens du signal observé. Comment résoudre ce problème ?
   En mettant le chanel du condensateur en INVERT et en prenant une prise sans terre pour l'oscillo
5. - A partir des 2 signaux à l’écran, déterminer le déphasage (on pourra utiliser la fonction décalibrer de l’oscilloscope : 1 période = 9 divisions)
6. - Appliquer les tensions aux bornes du condensateur et de la résistance sur les 2 canaux de l’oscilloscope utilisé en X-Y. Vous obtenez alors un figure de Lissajous. A partir de cette figure déterminer le déphasage entre les 2 signaux (sin theta = h/H) (tension aux bornes du condensateur et courant).
7. - Changer la fréquence de votre signal sinusoïdal d’entrée. Que devient le déphasage ?

[...]

120 ohms pour la résistance et 470nF pour le condensateur. (on a choisi nous même).

Signal alternatif 4.5V
Fréquence 10khz.

Détermination du déphasage :

T=8,8
On observe entre les deux un temps de 0,3 (dt)
On peu donc calculer 0,3*360/8,8=12,27°

Oscilloscope mis à la terre pour éviter que le condensateur soit court-circuité avec le générateur de fonction.

[Qristoff]

On s'est peut être pas bien compris... ou alors je me suis mal exprimé (ce qui est plus probable !)
Sous une tension U=Ûsinwt, et en plaçant en parallèle une résistance, une self et une capa de valeurs quelconques.
pour la résistance, le courant est en phase avec la tension.
pour la capa, le courant est en avance de 90° (quelque soit la fréquence)
pour la self, le courant est en retard de 90° (quelque soit la fréquence, itou)

Ainsi, le cos(phi) a été "inventé" pour limiter l'impédance réactive des charges, pour ne pas qu'elles soient trop selfiques (comme les moteurs par exemple) à une fréquence donnée car il ne faut pas oublier que dans un réseau c'est la loi des noeuds qui s'applique avec la charge selfique en série avec le câble résistif, donc le phase du courant est majoritairement selfique.
Pour bien comprendre le phénoméne, il suffit de s'inspirer des cours sur le diagramme de Fresnel http://fr.wikipedia.org/wiki/Imp%C3%...ectricit%C3%A9)

[jiherve]

Encore,
Ben c'est bon !
phi = arccos(R/sqrt(R²+1/C²w²) = 15,8°
JR

[valentin8]

Bonjour,
voilà après quelques réflexions je me dis:


Comme on peut voir sur : http://webapps.fundp.ac.be/didactique/elec/RC2.php

On fait varier le curseur fréquence
On voit que la tension d'alimentation est en phase avec la tension aux bornes du condensateur en basse fréquence et à 90° en HF.

donc la tension prélevée aux bornes de la résistance (image du courant) = à la tension d'alimentation?

Car entre la tension du condensateur et le courant traversant le condensateur (image du courant), la phase varie en fonction de la fréquence, car


• Z= 1/wc augmente --> Z devient petit
• cos(phi) = Ur/Z
• cos(phi) = UR/z devient plus grand
• cos(0) = 1 -> cos(90)= 0

• fréquence -> déphasage diminue.

On le voit sur le diagramme de Bode du circuit RC.
Au départ on a aucun déphasage (basses fréquences) et plus on augmente la fréquene le déphasage est de -90°).
[IMGxxxxxxxxxxxxx
Est ce que je me suis planté complètement? car le déphasage sera toujours de 90° entre la résistance ("courant") et la tension du condensateur?

Je vous remercie beaucoup.

[valentin8]

J'ai simulé ça sous multisim

Je prends la tension au condensateur et la tension condensateur + résistance, c'est à dire l'alimentation.


Vu que la résistance est en série avec le condensateur, si je prends la tension Ur+Uc, j'obtiens l'image du courant?

Bien à vous.

[IMGxxxxxxxxxxxxx

Bonjour
Mieux vaut, comme écrit plus haut, lire en diagonale que ne pas lire du tout.
Depuis longtemps déjà les images sur serveur extérieur ne sont plus acceptées.
Il suffit de lire:http://forums.futura-sciences.com/el...-sabonner.html
de préférence en entier, en tête de la rubrique .

[Qristoff]

Bonsoir Valentin,
dans ton exemple, il faut reprendre la représentation vectorielle pour mieux comprendre que c'est l'association d'une résistance (qui ne déphase pas le courant) et d'un condensateur qui le déphase de -90° quel que soit la fréquence. C'est à dire que les vecteurs RI et -j/Cw sont toujours perpendiculaires, c'est la longueur des vecteurs (amplitude ou module) qui en variant, modifie le vecteur résultant Zequivalent.
Comme le module de l'impédance de C varie avec la fréquence, l'impédance totale bouge en amplitude et en angle (donc en déphasage !)
Pour mieux comprendre, enléve la résistance dans ta simulation et affiche Vc et Ic en fonction de la fréquence, tu verras que le courant Ic est constamment déphasé de -90° !

[valentin8]

Donc mon explication expliquant que c'est du à l'impédance Uc qui varie en fonction de la fréquence permet de dire qu'il y a un déphasage.

Si la Ur n'existe pas

cos(phi) = Ur/Uc
cos(phi) = 0/Uc

donc phi= toujours 90°?

d'où le diagramme de bode qui représente le déphasage dû à ce R...

Pour conclure, le déphasage courant-tension dans un circuit RC série n'est pas toujours à 90°. C'est bien ça?

[Qristoff]

Donc mon explication expliquant que c'est du à l'impédance Uc qui varie en fonction de la fréquence permet de dire qu'il y a un déphasage.

exactement

Si la Ur n'existe pas

cos(phi) = Ur/Uc
cos(phi) = 0/Uc

donc phi= toujours 90°?

parfaitement

d'où le diagramme de bode qui représente le déphasage dû à ce R...

Pour conclure, le déphasage courant-tension dans un circuit RC série n'est pas toujours à 90°. C'est bien ça?

tu as tout compris ! et si la charge est selfique, la phase est inversée. Essaie R et L (comme pour un moteur...) et cela explique pourquoi on ajoute des C pour corriger le phi !

Donc, tu en arrives bien à la conclusion que l'expression de phi dépend bien de la fréquence et doit être exprimé pour une fréquence donnée.

[valentin8]

J'ai enfin compris. Un grand merci en tous cas.

Histoire de voir que j'ai bien compris, je viens de tester sous matlab.

H = 1/ s (avec R=0 donc RC=0)

et j'ai bien un déphasage constant de 90° s'il n'y a pas de résistance

[IMGxxxxxxxxxxxx

Bonjour
Idem page précédente
http://forums.futura-sciences.com/el...-sabonner.html

[jiherve]

Bonsoir,
point n'était besoin de simuler la formule:
phi = arccos(R/sqrt(R²+1/C²w²)
Suffisait!
Car si R = 0 alors |phi| = Pi/2.
JR

[valentin8]

Je suis d'accord avec toi, mais je voulais tester si la phase était vraiment ce que je pensais.

J'ai une question:

Il existe des appareils qui calculent les déphasages ou ils sont avec des oscilloscopes en mode X/Y pour les calculer?

Déphasomètre?

Bien à vous

[jiherve]

Re
simplement phasemètre :
http://www.distrame.fr/vente_article...1&scat=09&mar=
Mais en scolaire calculs et oscillo doivent suffire.
JR

[Qristoff]

point n'était besoin de simuler la formule:

ils y en aura toujours qui veulent "tater" du réel ! en simulant ...