8h-10h : Conférence sur la prépa, le cursus et le métier d'ingénieur

Public : Eléves de Terminale et de CPGE

Interventions d'enseignants, d'étudiants actuellement en première et deuxième année en CPGE à Benjamin Franklin, d'ex-étudiants fraichement intégrés dans des écoles d'ingénieurs et enfin d'ingénieurs en poste.

10h-12h : TIPE

Encadrement d'étudiants


13h30-16h30 : FORUM DES ECOLES D'NGENIEURS (représentées par nos ex-étudiants)

Une petite vingtaine d'écoles d'ingénieurs sont représentées chacune avec son stand dans une configuration "Salon"
Organisation déambulatoire portes-ouvertes

Une galerie d'une 50aine de photos disponible ici

Travaux en cours :

Faire des fiches-résumé des thèmes étudiés dans ce premier semestre

Proposer des corrections numériques individuelles des exercices de Kholles

Continuer à réviser le cours sur les réactions d'oxydoréduction en solutions aqueuses de PTSI

Avancer le TIPE = le MCOT devra être rendu très rapidement après le retour des congés : le squelette final du TIPE doit déjà être connu !

Inscriptions au écoles du concours du 10 décembre 2022 au 11 janvier 2023 !

8h-10h : Chapitre Echi1 : Aspects thermodynamiques de l'oxydoréduction en phase aqueuse

Plan du chapitre
Diaporama

On dépoussière des connaissances de Chimie PTSI sur l'oxydoréduction en ajoutant une démo justifiant l'équation des potentiels chimiques de NERNST
- Illustration de la notion d'équilibre entre un système électrochimique et un opérateur électrique extérieur.
- Opposition des dés équilibres = équilibre de l'ensemble -> pas d'intensité et donc de puissance échangée.
- "Formule" de NERNST expliquée (∆rG°(T)=-nF∆E°(T))
- Notions de : Nombre (ou degré) d'oxydation, demi-équation bilan relative à une "demi-réaction", limites de prédominance, existence.
- Diagramme E-pH (ou diagramme de POURBAIX) : concentration(s) de tracé, définition des frontières, 1/2 réactions purement redox (échange exclusif d'électrons) frontière horizontale, 1/2 réactions purement acide-base (échange exclusif de "protons") frontière verticale, 1/2 réactions hybrides (frontières obliques)

14h-16h : Séance de TD sur l'interféromètre de Michelson

TD OP2

Résolution guidée des exercices 1,2,3

Corrigés supplémentaires TD OP2

Travaux en cours :

Faire des fiches-résumé des thèmes étudiés dans ce premier semestre

Proposer des corrections numériques individuelles des exercices de Kholles

Continuer à réviser le cours sur les réactions d'oxydoréduction en solutions aqueuses de PTSI

Avancer le TIPE = le MCOT devra être rendu très rapidement après le retour des congés : le squelette final du TIPE doit déjà être connu !

8h-12 : DS3

Le sujet porte sur :

- les interférences à 2 puis 3 ondes
- L'interférométrie stellaire : mesure du diamètre angulaire d'une étoile
- Convertisseurs Analogique-Numérique : série et parallèle
- Chimie : Vaporéformage du méthane - Dépôt de nickel par décomposition de nickel carbonyle en phase gazeuse

Enoncé DS3

Corrigé DS3


13h45-17h15 : Série 1 de TP tournants (Séance 3)


Série tournante 1 de 6 TP sur 6 semaines. (ROTATION)

TP A : Propagation, réflexion d'ondes électriques, ondes stationnaires dans un câble coaxial

TP B : Diffraction et interférences autour des dispositifs des trous et des fentes d'Young. Courbes d'intensité lumineuse par CCD.

TP C1 : Calorimétrie de réactions chimiques exothermiques rapides : mesures réelles

TP C2 : Modélisation thermodynamique et cinétique de la décomposition du peroxyde d'hydrogène : simulations Python
Programme python à compléter

TP D1 : Conduction thermique monodimensionnelle dans des barres métalliques calorifugées. Régimes transitoires et permanents

TP D2 : Simulation Python de la diffusion thermique dans une barre entre deux thermostats

Travaux en cours :

Chercher les exercices 1,2,3 du TD OP2

Commencer à réviser le cours sur les réactions d'oxydoréduction en solutions aqueuses de PTSI

Avancer le TIPE

10h-12h : TIPE

- Encadrement des TIPE en salle de Physique

15h-17h : Chapitre OP2 (fin)

- Chapitre OP2 : éléments théoriques autour de l'interféromètre de MICHELSON

- Retour sur tous les "calculs" associés au Michelson :
- différence de marche à l'infini pour une configuration en lame d'air d'épaisseur e sour inclinaison i
- différence de marche en réflexion sur une lame à faces parallèles d'indice de réfraction n
- expressions des rayons des anneaux lumineux en fonction de leur numéro N
- calcul de la relation entre distance de séparation des anti-coïncidences et écart en longueur d'onde du doublet responsable des brouillages périodiques
- différence de marche en coin d'air, interfrange: relation à l'angle diédrique. Application numérique pour un ordre de grandeur
- nombre de franges rectilignes colorées presque visibles en lumière blanche : estimation du max de différence de marche pour espérer observer ces interférences.

Introduction à l'électrochimie (chapitre Echi1 entamé mercredi prochain : aspect thermodynamique)

Travaux en cours :

Réviser pour le DS 3 : corrigés des TD Tchi1,OP1,E3 et corrigés des DM 4 et DM5

Lecture très attentive du TP de lundi
Pour ceux qui font un TP modélisation Python : ils doivent même avoir posé des lignes de code. Soit sur papier, soit sur leur ordi, soit dans leur espace TP Python Physique.
Les dossiers partagés TP Python Physique seront relevés avant le conseil de premier semestre et feront l'objet d'une note d'investissement au coefficient important.

Commencer à réviser le cours sur les réactions d'oxydoréduction en solutions aqueuses de PTSI

Avancer le TIPE

8h-10h : Chapitre OP2 : Michelson

Plan et chapitre
Figures d'interférences obtenues (en couleur)

Suite à l'expérimentation filmée en live vendredi, nous expliquons les réglages par des figures interactives CABRI géomètre pour justifier :

- la nécessité d'une lame compensatrice
- le réglage (idéal) de parallélisme séparatrice-compensatrice
- Le principe de repérage (positionnement) des sources secondaires S1 et S2 images d'une source ponctuelle S0 à distance finie (Point de convergence d'un faisceau LASER au foyer d'un lentille très convergente) pour obtenir un équivalent de deux sources ponctuelles, monochromatiques et parfaitement cohérentes entre elles. (Les tracés de rayons (à la main) seront réalisés lors de la séance de l'après-midi)
- Explication de la méthode d'approche de la position du contact optique (franges courbées devenant rectilignes) par une visualisation animée du rapprochement des sources secondaires
- la quasi annulation de l'angle entre les miroirs pour observer l'éclairement uniforme puis l'écartement pour passer en lame d'air : figures des anneaux d'Haidinger (anneaux d'égale inclinaison) (qui sera localisée à l'infini lorsque nous utiliserons une source étendue).
- passage en coin d'air : animation mettant en évidence l'équivalence de positionnement des sources en "trous d'Young" relativement à l'écran, mise en évidence de la localisation des franges lorsque l'on étend la source : localisées au voisinage du "plan moyen des miroirs" (l'animation montre la très faible variation de l'ordre d'interférence en un point N de l'écran lorsque l'on s'intéresse à des points P0,P1,P2 ≠ de la surface de la source)

Des vidéos (O Granier UNISCIENCES) permettent de résumer les deux montages (lame d'air et coin d'air) ainsi que les calculs de différence de marche associés puis d'élargir les principes d'interférences avec sources étendues : lames de savon, bulles, expérience de Michelson et Morley pour tenter de déterminer la vitesse relative d'éther…
https://www.youtube.com/watch?v=0hONqoTviNs
https://www.youtube.com/watch?v=SSViDkqjrVg
https://www.youtube.com/watch?v=6_hyWb8TEEQ
Pour aller plus loin sur la détection d'ondes gravitationnelles : https://www.youtube.com/watch?v=6_hyWb8TEEQ

14h-16h : Séance de TD en semi-autonomie sur le Michelson

Les étudiants reçoivent ce document-réponse en début de séance. Réfléchissent en petits groupes "ilots" et posent individuellement des questions.
Le document-réponse corrigé est distribué au bout d'une heure 15

Tracés précis de rayons pouvant interférer en sortie
Réponses à diverses questions justifiant les configurations d'entrée des sources et de projection de sortie dans chacune des deux dispositions de l'interféromètre : lame d'air puis coin d'air

Indépendant :Tracé des rayons lumineux dans le dispositif des miroirs de FRESNEL : équivalence à une situation de trous d'Young



Travaux en cours

Commencer à réviser le cours sur les réactions d'oxydo-réduction en solutions aqueuses de PTSI

Lire l'ensemble du document Chapitre OP2 résumant ce qui est à connaitre sur le Michelson

Réviser pour le DS 3 : corrigés des TD Tchi1,OP1,E3 et corrigés des DM 4 et DM5

Avancer le TIPE

13h45-17h15 : Série 1 de TP tournants (Séance 2)


Série tournante 1 de 6 TP sur 6 semaines. (ROTATION)

TP A : Propagation, réflexion d'ondes électriques, ondes stationnaires dans un câble coaxial

TP B : Diffraction et interférences autour des dispositifs des trous et des fentes d'Young. Courbes d'intensité lumineuse par CCD.

TP C1 : Calorimétrie de réactions chimiques exothermiques rapides : mesures réelles

TP C2 : Modélisation thermodynamique et cinétique de la décomposition du peroxyde d'hydrogène : simulations Python
Programme python à compléter

TP D1 : Conduction thermique monodimensionnelle dans des barres métalliques calorifugées. Régimes transitoires et permanents

TP D2 : Simulation Python de la diffusion thermique dans une barre entre deux thermostats

Les DM5 sont ramassés
Un corrigé est mis en ligne ici

Travaux en cours :

Avancer son TIPE !

Travailler tous les corrigés des DM4,DM5,TDTchi1,TDOP1,(TDOP2) pour le DS 3 de lundi prochain 12 décembre
Travailler le DS de l'an dernier sur les mêmes thèmes : énoncé, corrigé

10h-12h : TIPE

- Encadrement des TIPE en salle de Physique

15h-17h : Chapitre OP1 et Chapitre OP2 :
- Plan du chapitre OP1
- Chapitre OP1

- Chapitre OP2 : éléments théoriques autour de l'interféromètre de MICHELSON

- Retour sur la relation entre monochromaticité (cohérence temporelle) et longueur (ou durée de trains d'ondes) (exemples numériques ; LASER, lampe spectrale avec filtre interférentiel, lampe spectrale polychromatique, lumière blanche…)

- La "Formule" des réseaux de traits (en transmission) : démo de la différence de marche pour un éclairage depuis l'infini et observation des interférences à l'infini (collimateur et lunette de visée à l'infini), angles d'observation d' interférences constructives, finesse de frange (l'expression de l'intensité lumineuse fonction du déphasage entre deux rayons successifs a été démontrée en cours mais n'est pas du tout exigible)
L'existence d'un minimum de "déviation" est signalé mais la démo n'a pas été faite.

- Expérimentation conduite, commentée et filmée en direct : Les réglages (expliqués) de l'interféromètre de Michelson (depuis les préréglages grossiers d'orientation (parallélisme approché Séparatrice-Compensatrice, perpendicularité des miroirs, diminution de la différence de marche…) à une observation de projection des anneaux d'Haidinger contrastés produits par une lampe Na et l'observation d'anti-coïncidences (brouillages) périodiques par translation du miroir chariotable.

Travaux en cours :

Lecture très attentive du TP de lundi
Pour ceux qui font un TP modélisation Python : ils doivent même avoir posé des lignes de code. Soit sur papier, soit sur leur ordi, soit dans leur espace TP Python Physique.
Les dossiers partagés TP Python Physique seront relevés avant le conseil de premier semestre et feront l'objet d'une note d'investissement au coefficient important.

DM5 à rendre ce lundi 5 décembre

QCM Optique (Qmax et Evalbox) (dernier délai mercredi 7 décembre minuit)

Avancer le TIPE !!!!

8h-10h : Chapitre OP1

Plan du chapitre
Diaporama
- Définition de l'interfrange et application.
- Fentes d'Young : élargissement de la fente source : cohérence spatiale ( calcul du facteur de visibilité : largeur de cohérence)
- Cohérence temporelle : Deux exemples modèles particuliers : doublet spectral et lumière blanche
(Calcul du terme de visibilité pour le doublet et analyse qualitative trichromique pour la lumière blanche, calcul du nombre de cannelures sombres dans le spectre pour une différence de marche donnée)
- Modèle irréaliste du spectre rectangulaire, modèles plus réalistes (gaussien, lorentzien) pour les profils de raies non rigoureusement monochromatiques. Relation entre longueur (et durée) de train d'onde et largeur de raie.



14h-16h : Séance de TD OP1 : Interférences

Corrigé des exercices 6,8,9.

Travaux en cours

DM5 (OBLIGATOIRE ET INDIVIDUEL)

Avancer le TIPE

10h-12h : TIPE

- Encadrement des TIPE en salle de Physique

15h-17h : Chapitre OP1 :
- Plan du chapitre
- Chapitre OP1

- La "Formule" de FRESNEL des interférences à 2 ondes synchrones et cohérentes
- la démo en complexes (hypothèses réunies d'emblée)
- Ordre d'interférence en un point du détecteur (cas particuliers)
- Contraste et visibilité locale
- Les trous et Fentes d'Young (expérience de cours, rôle de la diffraction, direction d'étalement)
- Calcul de la différence de marche approchée à grande distance (franges rectilignes)
- Calcul dans le plan focal d'une lentille (montage infini -> infini)
- Cas d'une source ponctuelle décalée de l'axe

La rotation 1 de TP est organisée

Le corrigé du DM4 facultatif est distribué au étudiants
La version papier du DM5 est distribuée.

Travaux en cours :

Lecture très attentive du TP de lundi
Pour ceux qui font un TP modélisation Python : ils doivent même avoir posé des lignes de code. Soit sur papier, soit sur leur ordi, soit dans leur espace TP Python Physique.
DM5 en cours

Avancer le TIPE !!!!

8h-10h : Chapitre OP1

Plan du chapitre
Diaporama couleur

- On définit le chemin optique
- On décrit les trains d'ondes émis par un modèle rectangulaire de vibrations scalaires émises aléatoirement : longueur de cohérence (temporelle) de la source, caractère aléatoire des durées entre deux émissions, formulation mathématique de l'amplitude locale et instantanée de la vibration.
- On énonce le théorème de Malus Dupin (quelques mots sur le principe de Fermat et l'équation de l'eikonale)
- Applications fréquentes du théorème (autour des lentilles et superposition d'ondes planes)
- On définit ensuite l'intensité (ou l'éclairement) sur l'écran par la moyenne quadratique de s(M,t) sur la durée de détection.
- On dresse rapidement un panorama des détecteurs optiques (qualités et défauts)
- On revient sur la nécessité de dupliquer une source primaire : division d'amplitude et/ou division de front d'onde
- On démontre alors la "formule de FRESNEL" des interférences à deux ondes (d'amplitudes ≠ dans un premier temps) : on liste les conditions nécessaires à l'obtention d'une phase constante sur le temps de détection


LIENS VERS LES DETECTEURS DE LUMIERE ICI

14h-16h : Séance de TD Thermochimie TDTchi1

Les étudiants se répartissent par groupes de recherche d'un exercice à plusieurs (travail en "ilots")
Les exercices cherchés figurent parmi les 5,6,9,11,12,13
Des étudiants présentent leur solution au tableau (préparation à l'oral)

Travaux en cours :

DM4 (facultatif)
Révisions d'optique géométrique
Révision de la Formule de Fresnel vue en première année
Lecture des corrigés des exercices d'électronique numérique
Visionnage des vidéos de B Hebert sélectionnées sur le fil Slack physique de la classe #general 2022-2023
Visionnage de la video décrivant sommairement les différences entre CCD et CMOS comme détecteurs lumineux
Facultatif : visionner la conf de Mme SERFATY sur le théorème des variations de Lagrange : parfaitement adaptée au principe de FERMAT (minimisation d'une durée de parcours)(HORS PROGRAMME HELAS)

Sonnez hautbois Résonnez musettes … le DM5 (OBLIGATOIRE ET INDIVIDUEL) est déjà dispo en ligne


Avancer le TIPE !!!!

13h45-17h15 : Electronique numérique (TP-Cours 3)

Support de chapitre Ec3

Plan Ec3

- On prépare des exports de fichiers numériques de signaux pour récupérer les valeurs dans un programme Python qui simulera également un filtre passe-bas du premier ordre.
- On complète deux codes python (au minimum) : l'un réalisant le traitement numérique de type Filtre Passe Bas du premier ordre et présentant les FFT des signaux numériques avant et après filtrage et l'autre réalisant un traitement de lissage de signal par moyenne glissante.
- Sur le premier, on a l'occasion de voir les limites dues à l'échantillonnage : tau>>Te (soit fc << fe) et surtout il faut que la condition de Nyquist Shanon soit vérifiée : fe>2fmax.
- Sur le second, on confirme un comportement passe-bas mais aussi réjecteur de mode commun.
- Grace au bruit blanc présent dans les signaux réels importés, on zoome la FFT du signal "filtré" pour voir les diagramme de Gain linéaire des deux filtres.
- On utilise alors le principe du lissage par moyenne glissante, que je nomme convolution numérique d'une fenêtre rectangulaire, pour observer la qualité de passe-bas "radical" d'un traitement consistant à faire une convolution par sinus cardinal sur un signal numérique
- Les étudiants sont invités à lire la fin du chapitre : reconstruction d'un signal analogique (suréchantillonnage, filtrage analogique d'ordre divers), circuits à ALI décrivant le principe de CNA.

- fichier .py à compléter
- filtre PBas numérique du premier ordre : action sur un créneau
- filtre BPande numérique du second ordre : action sur un créneau
- Filtre lisseur sur n points = convolution par fenêtre rectangulaire glissante
- Filtre PBas RADICAL = convolution par fenêtre en sinus cardinal glissante (fichier .py)


Travaux en cours :

Avancer son TIPE !

Chercher un maximum d'exercices de Thermochimie de la feuille TD chi1 distribuée. Les 3/2 passeront au tableau pour présenter leurs résolutions.

Chercher un maximum d'exercices d'électronique numérique de la feuille TD Ec3 distribuée.

Les 5/2 et les 3/2 courageux travaillent (au moins une partie) du DM4 pour le 28 novembre

10h-12h : TIPE

- Encadrement des TIPE en salle de Physique

15h-17h : Chapitre OP1 :
- Plan du chapitre
- Chapitre Tchi1

- Une "brève" ;-) introduction aux conditions nécessaires à l'obtention d'interférences lumineuses
- Rappels et commentaires sur les acquis de PTSI (optique géométrique et Interférences entres 2 ondes synchrones : parachutage et exploitation de la "Formule" de FRESNEL).
- Rappels sur la notion de rayon lumineux (≠ faisceau) - Puissance transportée ? Simple trajectoire ?
- Rappels sur le phénomème de diffraction et l'expression du demi-angle du cône d'ouverture en fonction de la longueur d'onde et du diamètre du trou.
- Panorama des ondes électromagnétiques (production et utilisation) Etroitesse du domaine visible
- Présentation du plan de chapitre.
- Rappel des connaissances sur l'indice n d'un milieu propagateur transparent. Mise en évidence de c et d'une vitesse de "Phase". Notion électrique : relation à la permittivité relative du milieu propagateur.
- Nécessité d'isochronisme (appelée synchronisme dans le programme officiel de CPGE) pour avoir une phase (déphasage) constant(e) dans le temps à tout endroit du domaine de superposition des 2 ondes. Notion d'interférences constructives et destructives.
- Visualisation de simulations internet de figures d'interférences fixes avec des sources parfaitement synchrones
- Visualisation de films expérimentaux sur cuve à ondes : cas d'un isochronisme seulement approché : défilement lent des zones d'interférences destructives (hyperboles mobiles)
- Notion de train d'onde (paquet d'ondes) : conséquence sur la non monochromaticité des sources
- Rôle de la longueur des trains d'onde relativement à la différence de marche : perte des interférences lorsque delta>Lc.
- Conclusion : Interférences SI COHERENCE DE PHASE sur toute la durée d'observation

La feuille de TD OP1 a été distribuée au étudiants

Travaux en cours :

Travailler (au moins deux heures) sur le corrigé du DS2 (avec sa copie)
Réviser l'optique géométrique de PTSI (cf programme de colle S11)
DM4 en cours

Avancer le TIPE !!!!

8h-10h : TD Thermochimie :

- On commence par détailler des réponses du QCM Qmax (moins bien réussies statistiquement) (Réactions acide-base et dissolution-précipitation en solution aqueuse)
- Des 3/2 passent alors au tableau pour présenter leur résolution d'exercices de thermochimie :
Exercices 7 et 10
- On poursuit également l'exercice 4

Les étudiants rendent (sur feuille) leur corrigé des affirmations fausses validées par erreur dans leur QCM individuel EvalBox

14h-16h : Exercices corrigés de numérisation et traitement des signaux numériques (TD Ec3)

Correction largement commentée des exercices 1,2,7
Commentaire et analyse rapide des exercices 8 et 9


Travaux en cours :

Travailler (au moins deux heures) sur le corrigé du DS2 (avec sa copie)
Réviser l'optique géométrique de PTSI (cf programme de colle S11)


Avancer le TIPE !!!!

13h45-17h15 : Electronique numérique (TP-Cours 2)

Support de chapitre Ec3

Plan Ec3

- Echantillonneur bloqueur ( pour avoir en sortie un signal analogique donc continu dans le temps)
- Quantification : quantum, plage dynamique et nombre de bits sur lesquels sont codés en binaire les valeurs discrétisées de tension
- Vérification expérimentale du nombre de bits d'une CAN de SysamSP5
- Etude du CAN-CNA : EA0->EN0->SN0->SA1 par observation des effets de la fréquence d'échantillonnage : déformation en crénelage [sans aucun traitement numérique du signal]
- Traitement numérique des valeurs numériques du signal : exemple de simulation numérique d'un filtre passe-bas de constante de temps donnée
- Discrétisation d'une équation différentielle temporelle avec la période d'échantillonnage
- Complément : les dérivées secondes correspondent alors à des taux de variation de taux de variation
- Implémentation de pseudo-code dans la feuille de calcul de LatisPro
- Observation de l'effet de l'échantillonnage
- Dans le groupe 1, on prépare des exports de fichiers numériques de signaux pour récupérer les valeurs dans un programme Python qui simulera également un filtre passe-bas du premier ordre.

Travaux en cours :

Avancer son TIPE !

Produire un bilan sur feuille du QCM EvalBox : chaque étudiant doit expliquer pourquoi certaines affirmations qu'il a validé sont inexactes.

Chercher un maximum d'exercices de Thermochimie de la feuille TD chi1 distribuée. Les 3/2 passeront au tableau pour présenter leurs résolutions.

Chercher un maximum d'exercices d'électronique numérique de la feuille TD Ec3 distribuée.

Les 5/2 et les 3/2 courageux travaillent (au moins une partie) du DM4 pour le 28 novembre

8h-10h : Chapitre Tchi1 (fin)

- On résume les méthodes d'utilisation des tables thermodynamiques pour déterminer la constante d'équilibre associée à une équation bilan : relevé des ∆fH° et S° à 298K , loi de Hess, Loi de Kirchhof si changement de température (avec des Cp° supposés peut dépendants de T), Loi de Gulberg et Waage (ou seconde loi de Vant'Hoff) pour avoir K(T). Possibilité d'obtenir un K(T) à partir d'un K(298) par la loi (de l'isobare) de Van't'Hoff.

- Définition et étude des déplacements d'équilibre :
- Variance
- Loi de Le Chatelier
- Perturbation exclusive en température
- Perturbation exclusive en pression totale
- Perturbation exclusive en quantité de matière d'un réactif ou d'un produit


14h-16h : Exercices corrigés (TD Tchi1)

Des élèves (5/2 et 3/2) passent au tableau pour présenter leur corrigé

Exercices traités : 1,3,4

Travaux en cours :

2 QCM pour Dimanche minuit dernier délai :
- Qmax sur les équilibres et réactions en solution aqueuse : acide-base et précipitation dissolution
- EvalBox : thermochimie générale et solutions aqueuses


Avancer le TIPE !!!!

8h-12 : DS 2

Le sujet porte sur :

- les oscillateurs électroniques analogiques
- La conduction des ondes de chaleur dans un sol, les bilans d'énergie interne d'agitation thermique dans une installation de chauffage par puits canadien (on "puise les calories du sol")
- Equilibre liquide-vapeur, fraction de vapeur
- Chimies des sulfites en solution aqueuse : aspect dissolution-précipitation puis acide-base

Enoncé DS2

Corrigé DS2


13h45-17h15 : Electronique numérique (TP-Cours 1)

Support de chapitre Ec3

Plan Ec3

- La chaine de conversion et traitement numérique d'un signal originel physique (analogique)
- L'échantillonnage :
- On met en évidence la perte de discrimination de fréquence du signal analogique dès qu'il est échantillonné : exemple illustratif
- Interprétation stroboscopique : (formule des fréquences compatibles avec une observation stroboscopique : signal échantillonné, représentation graphique, indiscrimination même dans l'intervalle 0-fe, phénomène de repliement)
- Filtre préalable Anti-recouvrement : Nécessité d'amputation des fréquences supérieure à fe/2, Critère de Shannon, fréquence de Nyquist

Expérimentations NON GUIDEES sur la CAN des oscillos HP du labo :

- Nombre N d'échantillons à l'écran fixe (quand on modifie le calibre temporel, la fréquence d'échantillonnage s'adapte : N=Plage temporelle*fe) Dénombrement approximatif indirect de N=1024
- Nombre N' de niveaux de tension à l'écran quelquesoit le calibre : mesure par recopiage d'écran avec régressi puis zoom : lecture du quantum pour plusieurs calibres et vérification de N'=Plage de tension/q= 256 = 2^8. CAN 8 bits (Quantification)

Travaux en cours :

Avancer son TIPE !

Chercher un maximum d'exercices de Thermochimie de la feuille TD chi1 distribuée. Les 5/2 devront présenter leurs solutions aux 3/2 mercredi après-midi. Mais bien évidemment des 3/2 passeront également au tableau pour présenter leurs résolutions.

9h-10h : TIPE

- Encadrement des TIPE en salle de Physique

10h-12h : Conférence de Laure Saint Raymond : La force de Coriolis

- La conférence (filmée et donc archivée qqpart) introduit la "force" de Coriolis par la rotation du plan d'oscillation du pendule de Foucault. L'influence de la latitude et du sens du mouvement est abordée ainsi que d'autres conséquences "réelles" de cette force : l'usure unilatérale des rails ou le déplacement des masses océaniques (forcages (éolien, résistance du fond) , incompressibilité, "absence" de déplacement vertical, couche limite d'Eckman). L'équation de Navier-Stokes est brièvement formulée. A partir du constat de courants océaniques plus rapides sur les côtes Est que sur les côtes Ouest des continents, Mme Saint Raymond propose alors une équation différentielle pour parler de Mathématiques. Cette équation linéaire contient une "somme" de dérivée de fonction courant et de cette fonction dérivée quatre fois. Elle pose 4 conditions aux limites, remarque que ces conditions sont en nombre excessif a priori. Elle affirme le découpage en 3 zones dont elle estime les épaisseurs relatives avec les coefficients de l'équation différentielle. Elle affirme ensuite que le nombre de fonctions solutions est de deux d'un côté et une seule de l'autre. Elle conclut ainsi qu'il s'agit d'un exemple dans lequel les maths ont eu un pouvoir de prédiction au delà de l'utilisation en tant que langage formel.

Mon avis : Cette conférence met en lumière une fois encore que les conférenciers mathématiciens, s'adressant à des publics ne maitrisant pas suffisamment le langage mathématique (premières, terminales) et d'autres attendant plutôt de faire la preuve de l'usage de celui-ci (CPGE), sont conduits à expliquer longuement une partie "physique" (grandeurs du monde réel quantifiables (estimables), interprétables en langage courant) pour terminer l'exposé très rapidement au moment de tenter de nous faire partager leurs compétences et leur enthousiasme pour leur domaine d'excellence : les mathématiques. Peut-être cela suffit-il pour aiguiser la curiosité du public sélectionné


Un cours -en français- de dynamique océanique : Doglioli, Petrenko (Centre d'océanologie de Marseille)


15h-17h : Chapitre Tchi1 : Thermochimie : Grandeurs de réactions, lois fondamentales, prévision du sens spontané d'une réaction chimique

- Plan du chapitre
- Chapitre Tchi1

- Loi de Hess : application aux enthalpies de formation pour obtenir l'enthalpie de toute "équation-bilan"
- Equivalent de loi de Hess pour le calcul d'une entropie : utilisation des entropies molaires tubulées (PAS d'entropies de formation à partir des corps purs simples)
- Relation entre ∆rU° et ∆rH° dans une équation-bilan comportant des composés en phase gazeuse (définition du ∆nu gaz : somme algébrique des coefficients stoechiométriques des espèces de l'équation-bilan en phase gazeuse)
- Définition et utilisation des ∆rCv et ∆rCp : lois de KIRCHHOFF (nous serons souvent dans une approximation où ces ∆rC varient peu avec la température)
- Température "de flamme" : définition puis démonstration dans le cas général de l'obtention de la température "finale" (réaction exo ou endo). (À savoir ABSOLUMENT refaire) (en vérité la température de flamme correspond au cas particulier de l'état plasma ultra chaud observé lors de réaction rapides et très exothermiques)
- Lois de GIBBS-HELMOLTZ (Hors -programme) : citées pour rendre à Gibbs ce qui est à Gibbs et non à Vant'Hoff ou Guldberg ou Waage
- Réapparition des activités des constituants dans leur phase en écrivant les ∆rG°(T) avec les potentiels chimiques (enthalpies libres molaires partielles)
- Je définis tout de même l'Affinité de réaction (même si elle est Hors Programme)
- Relation entre l'affinité de réaction A(T) à la température T, et la production d'entropie par mol de degré d'avancement. Interprétation fondamentale.
- Relation de A(T) à A°(T) : apparition naturelle du quotient de réaction Q
- les "3" cas : A>0 (QK(T)) sens spontané indirect
- Loi de Gulberg et Waage + expression du K(T) fonction de ∆rG°(T)


Travaux en cours :

Faire des fiches sur toute la partie physique vue depuis le début de l'année.

Avancer son TIPE par tous les moyens !

Réviser pour le DS2 de la rentrée. (Oscillateurs d'électronique analogique, Conduction de la Chaleur, Equilibre d'un système diphasé, Chimie des solutions aqueuses (précisé ci-dessous))

Réviser les réactions chimiques en solution aqueuse : acide-base (équilibre souvent homogène) et dissolution-précipitation (équilibre hétérogène, rupture d'équilibre) (Q, Ka, Ks, solubilité…)
IL Y EN AURA AU DS2 ET EN COLLE S9 (semaine de rentrée de Toussaint)

APPORTER UNE CALCULETTE POUR LE DS 2 !

Les 5/2 doivent chercher un maximum d'exercices de Thermochimie de la feuille TD chi1 distribuée. Ils devront présenter leurs solutions aux 3/2 à la rentrée.

Visionner les vidéos (liens sur le Slack de Physique de la classe) relatives à la partie électronique numérique que nous entamons à la rentrée de ces congés : échantillonnage, quantification.

BONNES VACANCES !

8h-10h : Chapitre Tchi1 (suite)

- Cas des transformations physico-chimiques irréversibles avec récupération d'énergie (autre que pressante) : diminution d'enthalpie = max de travail récupérable en approchant la réversibilité
- Cas des transfos sans récup : G est une fonction potentielle en ce sens qu'elle diminue pendant la transformation irréversible jusqu'à éventuellement atteindre un état d'équilibre correspondant à un minimum local d'enthalpie libre du système.
- Grandeurs molaires partielles (définition, application à différentes grandeurs d'état, interprétation en tant que grandeur "dans ce mélange, à cette température T et à cette pression"
- Application cruciale au potentiel chimique = enthalpie libre molaire partielle du constituant i dans la phase dans laquelle il se trouve parfois mélangé avec d'autres constituants chimiques
- Evolution du potentiel chimique avec la pression (à T=Cte) : application au gaz parfait puis au mélange idéal de gaz.
- Généralisation de l'expression du potentiel chimique en fonction du potentiel chimique standard par la définition générique de l'activité d'un constituant dans une phase.
- Cas particulier des solides (supposés non miscibles)
- cas des solutions : activité unitaire du solvant et expression des nouvelles conditions standard pour les solutés => a=C/C°
- Définitions des grandeurs de "réaction" (grandeurs d'équation-bilan envisageable en fait)
- Rappels sur la variable d'avancement ( de De Donder) et sur les coefficients stoechiométriques algébriques
- Etat standard de référence d'un élément
- Choix (arbitraire) des corps purs simples de référence et de leur état physique (pour chaque élément de la classification périodique a priori)
- Notion de grandeur de formation d'un corps pur composé à partir de corps purs simples de référence et intérêt pour calculer des grandeurs de réactions à partir des tables thermodynamiques (Handbook of chemistry)


14h-16h : TD Conduction thermique et équilibres diphasés

On revient d'abord (pendant plus d'une heure) sur les questions des QCM très mal réussies par la classe : Qmax et QCM Evalbox
On corrige ensuite l'application 4


Travaux en cours :

Faire des fiches sur toute la partie physique vue depuis le début de l'année.

S'inquiéter de son TIPE avant de partir en congés de Toussaint.
(Je suis disponible vendredi de 9 à 10 pour cause de conférence de 10 à 12)

Réviser pour le DS2 de la rentrée.

Réviser les réactions chimiques en solution aqueuse : acide-base (équilibre souvent homogène) et dissolution-précipitation (équilibre hétérogène, rupture d'équilibre) (Q, Ka, Ks, solubilité…)
IL Y EN AURA AU DS2 ET EN COLLE S9 (semaine de rentrée de Toussaint)

Les 5/2 doivent chercher un maximum d'exercices de Thermochimie de la feuille TD chi1 distribuée. Ils devront présenter leurs solutions aux 5/2 à la rentrée.

13h45-17h15 : TP5 (séance unique) : Oscillateur astable (construction d'un GBF élémentaire)

Énoncé complet

TP5 :

- On commence par réaliser un montage comparateur à hysteresis non inverseur
- On mesure les saturations et on confirme les valeurs de basculement (on remarque l'asymétrie)
- On visualise le cycle d'hysteresis en mode XY
- On boucle le quadripôle avec un montage intégrateur inverseur : confirmation de la période et de la fréquence
- On propose un mode de réglage du rapport cyclique avec un circuit à diode de signal
- On réfléchit à un mode de réglage de fréquence de l'oscillateur
- On réfléchit à extraire un signal sinusoïdal

Travaux en cours :

Préparer les exercices 6 (fin), 9, 10 et 11 du TD Tphy1 pour mercredi prochain (19 octobre)
Préparer les applications de cours 4 et 5

- Programme de colles de la S8 ici

10h-12h : TIPE

- Encadrement des TIPE en salle de Physique

15h-17h : Chapitre Tchi1 : Thermochimie : D'où viennent les bases ? D'où vient la "Constante d'équilibre " ?

- Plan du chapitre
- Chapitre Tchi1

- Une brève histoire de la thermochimie en deuxième partie de XIX° siècle :
Le paradigme atomiste contre les équivalentistes
Le modèle cinétique d'un équilibre dynamique (Guldberg et Waage)
Le modèle thermodynamique de GIBBS (puis Helmholtz)

- Rappels sur les différentes égalités valables à l'équilibre en cours de chimie : acide-base en solution aqueuse, dissolutions, oxydo-réduction (caractère crucial mais totalement parachuté de K(T))

- Genèse : les deux principes + les identités thermodynamiques
- l'invention de G =U+pV-TS et donc l'IT3 : pertinence de G pour des transformations isothermes et isobares
- La réaction chimique usuelle : réalisée de manière monotherme et monobare
- Equivalence : dG(T,p) = ∂Wnc -T∂Sprod
- G joue le rôle d'un potentiel : diminution lors de l'évolution spontanée à p et T (en l'absence de travail récupéré autre que celui des forces de pression)

Travaux en cours :

- NE PAS OUBLIER DE VALIDER LES QCM : QMax et EvalBox (avant dimanche 16 octobre minuit)

- Lire attentivement le TP 5 : oscillateur astable, réalisation progressive d'un mini GBF

Préparer les exercices 6 (fin), 9, 10 et 11 du TD Tphy1 pour mercredi prochain (19 octobre)
Préparer les applications de cours 4 et 5

- Programme de colles de la S8 ici

- DM3 pour le 17 octobre

8h-10h : Chapitre Tphy1

- Théorème des moments (démo et utilisation)
- Etude de l'allure des isoT, iso p, iso h, iso s, iso x, iso v dans les diagrammes : Clapeyron, Entropie, Mollier.
- Application 3- Equilibre liquide-vapeur du Hg. Transformation isochore : calcul de Q par un ∆U et donc un ∆H

(Solution de l'application 3)

14h-16h : TD Tphy1 (classe entière) (deuxième séance)

On revient d'abord sur l' exercice 1 puisque l'AN avec la "technique" des ordres de grandeurs donne presque 30 minutes !
Solution plus exacte compatible avec le modèle : utilisation de la fonction d'erreur erf pour mieux évaluer la durée demandée (3 minutes d'après les valeurs envisagées pour le modèle)

Les étudiants cherchent les débuts d'exercices 2 et 6 en travaillant à plusieurs en ilots.

La correction est ensuite donnée au tableau en interaction avec toute la classe

Travaux en cours :

DM3 pour le 17 octobre

Rédaction de la partie théorique du TP4 : Oscillateur à pont de Wien
Et de la partie programmation du TP 4. Pour ce vendredi 14 octobre

Préparer les exercices 6 (fin), 9, 10 et 11 du TD Tphy1 pour mercredi prochain (19 octobre)
Préparer les applications de cours 4 et 5

13h45-17h15 : TP4 (deuxième séance + compte rendu attendu en temps libre)

Énoncé complet

Fichier python à compléter


TP4 : La partie théorique n'est pas à aborder en séance ! Elle doit avoir été cherchée au préalable.
On utilise Regressi pour récupérer le diagramme de Bode expérimental du pont de Wien. Obtention de fexp, G max et Q exp.
On boucle le circuit sur l'amplificateur non inverseur de gain théorique 3. Une résistance réglable permet le lancement des oscillations. On mesurera la valeur expérimentale de cette résistance.
On visualise (et on imprime !) l'oscillogramme du régime permanent. On mesure la fréquence de résonance de l'oscillateur réalisé. On teste plusieurs valeurs de résistances. On observe (et on imprime !) plusieurs FFT des deux signaux pour des situations où l'instabilité est plus ou moins forte.
On visualise (et on imprime !) l'oscillogramme du régime transitoire divergent et le début du permanent (en utilisant le mode mono coup (ou SINGLE) sur l'oscillo HP)
On utilise régressi pour tenter la représentation d'une trajectoire de phase de l'oscillateur pendant le transitoire
On complète le programme Python de simulation.
On produit les graphes de simulations d' exemples intéressants : soit par leur proximité aux courbes expérimentales, soit par l'extrapolation à d'autres situations.

Travaux en cours :

- Compte rendu (et la partie Python) du TP4 : Oscillateur à pont de Wien à rendre ce vendredi 14 octobre

- Préparer les exercices 2,6 et 9 du TD Tphy1 pour mercredi prochain.

- DM3 à rendre le 17 octobre

- QCM Qmax sur le chapitre Tphy1 à valider avant dimanche soir minuit (16 octobre)

8h-10h : TIPE

- Entretiens nominatifs individuels sur des propositions de TIPE

15h-17h : Chapitre Tphy1 : Changement d'état : équilibre liquide-vapeur

- Plan du chapitre
- Chapitre Tphy1

- Diagramme(s) d'état d'un cors pur (variances, point critique, point triple)
- Diagramme de Clapeyron (p,v) (v volume massique)
- pression de vapeur saturante à la température T
- Relations empiriques Pvapeau(T)
- "chaleur latente " de changement d'état
- Relation de Clapeyron
- Titre massique en vapeur x (définition, règle des moments)
- Diagramme entropique (T,s)
- Diagramme de Mollier (h, s)
- Diagramme des frigoristes (log(p),h)

Travaux en cours :

- Préparer le compte rendu (et la partie Python) du TP4 : Oscillateur à pont de Wien pour lundi

- Préparer les exercices 2,6 et 9 du TD Tphy1 pour mercredi prochain.

- Programme de colles de la S7 ici

- DM3 pour le 17 octobre

8h-10h : Chapitre Tphy1

- Capacités calorifiques diverses
- Bilan d'énergie d'agitation thermique sur un volume infinitésimal de matériau
- Intégration sur un matériau de volume fini
- Expression d'un flux de vecteur au travers une surface géométriquement fermée par une intégrale triple de sa divergence sur le volume : définition de l'opérateur divergence, expression en cartésiennes à connaitre, expressions en cylindriques et sphériques fournies.
- Laplacien scalaire : définition et expression cartésienne
- Equation de diffusion de chaleur sans puis avec terme de production
- Redémonstration du bilan thermique en mono dimensionnel cartésien + Fourier => équation de la diffusion de la chaleur
- Diffusivité thermique : expression et unité
- L'équation de diffusion de la chaleur (aux dérivées partielles couplées) ne permet pas de proposer une forme mathématique générale de sa solution (contrairement aux équations diff précédemment vues dans le cours): Forme dépendante des CLST (conditions aux limites spatio-temporelles)
- exemples de conditions aux limites => exemples de solutions


14h-16h : Suite du cours du matin (résistance thermique) + TD Tphy1 (classe entière) (première demi-séance)

Analogies électriques
Résistance thermique : définition, expression pour un conducteur thermique de longueur (épaisseur) l de section constante S et de conductivité thermique K
Analogie entre capacités électrique et thermique
Apparition d'une constante de temps RC thermique
Associations série et parallèle
Résistances d'interface solide-fluide (rôle de h)
Le vrai h(T) !

Corrigés des exercices 3 puis 1 du TD Tphy1

Exercice 3 : Double vitrage
On profite de l'exercice 1 pour relier la longueur caractéristique d'un phénomène transitoire d'évolution des températures à l'ordre de grandeur de sa durée.

Travaux en cours :

DM3 pour le 17 octobre

Rédaction de la partie théorique du TP4 : Oscillateur à pont de Wien
Et de la partie programmation du TP 4

Préparer les exercices 2,6 et 9 du TD Tphy1 pour mercredi prochain.

Révisions de la thermodynamique de sup (Transformations, principes fondamentaux, fonctions d'état ≠ grandeurs échangées, capacités thermiques) : Détails du programme officiel idéal PTSI ici

13h45-17h15 : TP4 (première séance + compte rendu attendu en temps libre)

Énoncé complet

Fichier python à compléter


TP4 : La partie théorique n'est pas à aborder en séance ! Elle doit avoir été cherchée au préalable.
On utilise Regressi pour récupérer le diagramme de Bode expérimental du pont de Wien. Obtention de fexp, G max et Q exp.
On boucle le circuit sur l'amplificateur non inverseur de gain théorique 3. Une résistance réglable permet le lancement des oscillations. On mesurera la valeur expérimentale de cette résistance.
On visualise (et on imprime !) l'oscillogramme du régime permanent. On mesure la fréquence de résonance de l'oscillateur réalisé. On teste plusieurs valeurs de résistances. On observe (et on imprime !) plusieurs FFT des deux signaux pour des situations où l'instabilité est plus ou moins forte.
On visualise (et on imprime !) l'oscillogramme du régime transitoire divergent et le début du permanent (en utilisant le mode mono coup (ou SINGLE) sur l'oscillo HP)
On utilise régressi pour tenter la représentation d'une trajectoire de phase de l'oscillateur pendant le transitoire
On complète le programme Python de simulation.
On produit les graphes de simulations d' exemples intéressants : soit par leur proximité aux courbes expérimentales, soit par l'extrapolation à d'autres situations.

Un DM3 est distribué (Oscillateur de Wien et conduction de la chaleur)

Travaux en cours :

DM3

5/2 : Essayer de chercher à l'avance des exercices 2 et 3 du TDTphy1

8h-10h : TIPE

- Entretiens nominatifs individuels sur des propositions de TIPE

15h-17h : Chapitre Tphy1 : diffusion de la chaleur dans les solides

- Plan du chapitre
- Chapitre Tphy1

- Les "trois" transferts de chaleur
- La diffusion (ou conduction de la chaleur)
- loi de Newton (flux conductoconvectif) à une interface solide-fluide
- Loi de Fourier : conductivité thermique d'un matériau
- Rappels sur le gradient (def, cas de l'Ep, expression dans 3 systèmes usuels de coordonnées, perpendicularité aux surfaces équi-température, direction de plus grande variation locale, sens de croissance de T)
- Expression du flux infinitésimal traversant une surface élémentaire autour d'un point
- flux (ou puissance) thermique traversant une surface ouverte puis une surface fermée (orientation choisie sortante dans ce cas)
- Rappel sur les capacités thermiques (capacité à emmagasiner l'énergie thermique à son passage dans les régimes transitoires) : définitions, égalité du cp et du cv, loi de Dulong et Petit, ordres de grandeur de c)

Travaux en cours :

Pour lundi :
- Lecture attentive du TP4 : Oscillateur à pont de Wien (partie théorique, partie python…)
- Révision de thermodynamique
Programme de colles de la S6 ici
- Ah oui et ramenez moi ce satané DM2 auto-corrigé qui traine dans vos cartables depuis une semaine ;-)

8h-10h : Chapitre Ec2 : ALI (fin)

- Etude de l'oscillateur astable à base d'intégrateur inverseur et de comparateur non inverseur (chronogrammes, fréquence d'oscillation)
- Etude de l'oscillateur astable "simplifié" à base de passe-bas et de comparateur inverseur (chronogrammes, fréquence d'oscillation)
- Définition d'un oscillateur quasi-sinusoïdal
- Exemple de l'oscillateur à pont de Wien (amplificateur non inverseur bouclé sur un filtre passe-bande). Interprétation des oscillogrammes fournis. Mise en équation en régime linéaire.
- Généralisation à ce type d'oscillateurs : l'égalité limite de Barkhausen et l'inégalité d'oscillations permanentes.


14h-16h : TD Ec-2 (classe entière) (seconde séance)

Corrigés des exercices 4,5,6

Travaux en cours :

Préparation de la partie théorique du TP4 : Oscillateur à pont de Wien

Révisions de la thermodynamique de sup (Transformations, principes fondamentaux, fonctions d'état ≠ grandeurs échangées, capacités thermiques) : Détails du programme officiel idéal PTSI ici

8h-12h :DS1 : Electronique analogique autour des ALI (4h)

Extraits d'épreuves récentes de la Banque PT
Enoncé DS1
Corrigé DS1

13h45-17h15 : TP3 (fin + compte rendu)


TP3 : On réalise une montage Intégrateur Inverseur puis un dérivateur inverseur. On les "corrige" en fonction du signal à intégrer ou dériver. Comparer la dérivation numérique de l'oscillo à la dérivation analogique.
Un compte rendu est attendu en fin de séance.


Travaux en cours :

Pour mercredi 27 :

Rapporter le DM2 auto-corrigé

Essayer de chercher à l'avance des exercices parmi les 4,5 et 6 du TDEc2 (qui devraient être partiellement traités en TD mercredi)

8h-10h : TIPE

- Entretiens nominatifs individuels sur des propositions de TIPE

15h-16h : Autocorrection du DM2

Les étudiants disposent d'un corrigé détaillé avec barème et ils doivent évaluer le nombre de points et l'efficacité de leurs réponses aux questions effectivement traitées.

16h-17h : Suite du chapitre Ec2

- Chapitre Ec2
- Le comparateur simple
- Les comparateurs à hysteresis
- Fonction mémoire
- Intérêt d'un comparateur à deux seuils
- Définition d'un oscillateur de relaxation
- Comment réaliser un oscillateur de relaxation avec un montage intégrateur inverseur et un comparateur : quel comparateur doit-on placer en boucle ? Réflexions sur l'obtention de la périodicité.

Travaux en cours :

Pour lundi :
- Révisions pour le DS1
- Préparer une copie puisqu'il faudra rédiger en temps réel le compte rendu du TP 3

Programme de colles de la S5 ici

8h-10h : Chapitre Ec2 : ALI (suite)

- Etude du montage amplificateur inverseur
- Etude du montage sommateur
- Etude d'un filtre de Sallen et Key
- Démonstration du Théorème de Millman ou LNTP (à utiliser avec modération (présence d'un vrai noeud) et à savoir retrouver en toute circonstance) : Applications

14h-16h : TD Ec-2 (classe entière) (première séance)

Exercice 3 : Fin de calcul littéral et complément au filtre de Sallen Key : cas particulier de l'oscillateur harmonique (k=3)
Exercice 1 : Exercice confrontant des observations expérimentales quantitatives à des grandeurs littérales estimées par la seule théorie. (Cas d'un amplificateur de tension inverseur)
Exercice 2 : (Début) : on utilise les modèles extrêmes du condensateur en BF et HF pour deviner qu'il s'agira d'un filtre passe-bande du second ordre.

Travaux en cours :

Qmax ALI et filtres pour dimanche soir minuit dernier délai

DM2 pour vendredi 23 septembre

13h45-17h15 : TP 2 et TP3

TP2 : On essaie de comprendre le principe de calcul d'une FFT grâce à des simulations sur REGRESSI : relation entre période d'échantillonnage (incrément temporel) et la fenêtre fréquentielle (fe/2 visible), relation entre fenêtre temporelle (de durée t2-t1) et incrément fréquentiel delta f, interprétation par l'invention d'un signal de période la fenêtre, rôle du caractère entier du nombre de périodes dans la fenêtre temporelle (écran), intérêt de prendre entre 20 et 50 périodes pour l'observation spectrale.


TP3 : On apprend à alimenter et positionner correctement un ALI sur une plaquette LAB. On réalise une montage Amplificateur Inverseur.
On observe le "problème" d'avoir une résistance d'entrée du montage trop faible. On confirme la théorie par des mesures d'amplitude à l'oscillo numérique. On fait apparaitre et on mesure le Slew-Rate en augmentant amplitude et/ou fréquence. On observe la triangulation d'une sinusoïde. On observe les saturations en tension et on mesure les valeurs de saturation.

Travaux en cours :

DM2 pour vendredi 23

Pour mercredi 20 :
Essayer de chercher à l'avance les exercices 1 et 2 du TDEc2 (qui devraient être partiellement traités en TD mercredi)

8h-10h : TIPE

- Discussions sur des propositions de TIPE

14h-16h : Suite du chapitre Ec2 : Fonctionnement en amplification ou/et en saturation
- Chapitre Ec2

- Comparaison de 2 montages très similaires en apparence : montage amplificateur non inverseur à ALI. Et montage comparateur inverseur à hysteresis
- Chronogrammes : attention ! Un circuit pouvant fonctionner en amplification peut aussi fonctionner en mode saturé (exemple de l'amplificateur non inverseur avec un gain et un signal trop grands)
- Tracé du cycle d'hysteresis du comparateur inverseur
- Retour sur les impédances d'entrée et de sortie (définitions, quadripôles en cascade)
- schéma bloc équivalent au montage amplificateur non inverseur (rôle du taux de rétroaction sur le gain statique, la fréquence de coupure et les résistances d'entrée et de sortie)
- Analyse qualitative d'une situation où deux rétroactions sont en compétition
- Montage suiveur de tension (à ALI)


Travaux en cours :

Pour lundi :
- Lire les énoncés des TP 2 et TP 3

Pour vendredi :
- DM 2
- Des entretiens individuels (ou par binôme TIPE) seront sans doute organisés pour vendredi matin : commencez à rassembler vos sources documentaires dans des dossiers (adresses de sites, pdf de documents scientifiques (articles, mémoires, thèses)) que vous nous faites parvenir par mail ou par Slack AVANT Jeudi soir. Ce WE est l'occasion de lancer votre sujet ! Soyez synchrones et déterminés. La note de TIPE peut être déterminante pour le classement voire l'admission pure et simple en école.

Programme de colles de la S4 ici

8h-10h : Chapitre Ec2 : ALI

- le composant et ses caractéristiques (quantitatives)
- le modèle ALI idéal : gain infini, Re infinie, Rs nulle + ses deux régimes de fonctionnement : linéaire (ou amplification) et saturé
- le modèle ALI à gain fini dépendant de la fréquence : modèle passe (très) bas du premier ordre
- étude du montage intégrateur puis du montage corrigé

14h-17h : TD Ec-1 (classe entière) (deuxième séance)

- Exo 3 : quadripôle tension-tension entre source à résistance interne et résistance de charge. Détermination expérimentale des paramètres du schéma linéaire équivalent : résistance d'entrée du quadripôle, résistance de sortie du quadripôle. Réflexion sur les ordres de grandeurs et sur le modèle d'un quadripôle tension-tension idéal
- Exo 7 : Détermination des réponses temporelles de quelques signaux périodiques après filtrage passe bas du second ordre (par traitement individuel quantitatif de ses composantes : continu, fondamental et harmoniques. Ou bien par traitement qualitatif en bloc si les composantes sont quasi toutes en dessous ou en dessus de la fréquence de coupure)

Travaux en cours :

Pour vendredi :
- Traiter l'application de cours N°2 du chapitre Ec2 : Rétroactions stabilisante et/ou déstabilisante : étude du montage amplificateur NON inverseur et du montage obtenu par simple inversion des entrées inverseuse et non-inverseuse : le comparateur à hystérésis inverseur.

13h45-17h15 : TP 1 et TP2

TP1 : On finalise -numériquement- la méthodologie scientifique de traitement d'un résultat expérimental par les incertitudes type et la comparaison à la valeur donnée par le modèle et sa propre incertitude type : méthode du z-score ou de "l'écart normalisé".
Des courbes "théoriques" paramètrées par Q et f0 sont superposées aux points expérimentaux complétés par les barres d'incertitudes.

On peut alors conclure si OUI ou NON notre expérimentation semble invalider le modèle théorique utilisé. Et c'est tout.

TP2 : On apprend à utiliser la fonction FFT sur les oscillos numérique HP. On expliquera partiellement le principe, les espaces discrets et les "fenêtres" sur lesquels l'appareil travaille…à la séance prochaine.


Travaux en cours :

Pour mercredi :
Essayer de chercher à l'avance les exercices 3 et 9 du TD1 (qui devraient être partiellement traités en TD mercredi)

8h-10h : Présentation générale du TIPE

- Diaporama sur le TIPE 2023 (Thème "La ville" , livrables, passages de TIPE de l'an dernier)
- Quelques discussions sur des propositions de TIPE

13h-15h : Suite et fin du chapitre Ec1 : Représentation fréquentielle des signaux, DSF, TF,FFT, spectre

- Chapitre Ec1

- DSF (signaux : créneau, triangulaire, dents de scie)
-TF (≠DSF)
- FFT (≠DSF et ≠TF)
- Analyse temporelle par repérage relatif des fréquences des harmoniques à la fréquence de coupure (ou caractéristique d'un filtre)
- Analyse directement fréquentielle
- Caractère dérivateur d'un filtre vis-à-vis d'un signal périodique
- Caractère intégrateur d'un filtre vis-à-vis d'un signal périodique

TD Ec1 : L'exercice 6 est corrigé en classe entière (application directe qualitative du cours)

Travaux en cours :

Pour lundi : (fin du TP 1)
- Commencer à réfléchir à l'utilisation du tableur pour superposer Ieff(f,f0,Q) avec f0 et Q paramètres facilement modifiables

Pour samedi (DERNIER JOUR !!:
- Quizz Bilan de PTSI : https://www.quiziniere.com/#/Exercice/L2M4XG

Lire les documents sur mon site pour mieux appréhender le TIPE

8h-10h : Chapitre Ec1 (suite)

- On poursuit les rappels sur les fonctions de transfert des filtres gouvernés par EDL 1 ou 2
- Critère de stabilité à partir du dénominateur de la fonction de transfert (en LAPLACE !)
- Interprétation énergétique de la stabilité
- Rappels sur la transformée de Laplace
- Transformée de Fourier => "spectre" d'un signal
- Réponse indicielle d'un passe haut du premier ordre (inutilité des transformées de Laplace)
- Réponse indicielle d'un passe-bas du seconde ordre (inutilité des transformées de Laplace)
- temps de réponse à 5%, Dépassement, Décrément logarithmique
- Utilité des transformées de Laplace (calculées par ordi) pour des signaux d'entrée plus complexes
- Remarque sur le peu d'importance de la SGESSM (et donc de la TL) si on ne s'intéresse qu'à un régime forcé permanent (SPEASM)

Les DM1 commentés corrigés sont rendus.

14h-15h : TD 1 (classe entière)

- Exo 1 : rappels et utilisation des comportements asymptotiques des condensateurs et des bobines "idéales" à BF et HF. Discrimination d'un montage à 1R 1L 1C par : 1- son comportement en continu 2-Son comportement de passe-bande du second ordre Détermination des constantes de la fonction de transfert par la fréquence de résonance et la bande passante
- Exo 5 : Utilisation des TVF et TVI pour confirmer une réponse de passe-bande. Interprétation d'une discontinuité comme une fréquence infinie présente dans un échelon. Utilisation de la pseudo-période et du décrément logarithmique pour déterminer numérlquement les constantes.
- Exo 4 : Etude de filtres (1 : RC passe-haut). … to be continued


Travaux en cours :

Pour vendredi :
- Continuer (et finir) l'exercice 4 du TD Ec1

Pour samedi :
- Quizz Bilan de PTSI : https://www.quiziniere.com/#/Exercice/L2M4XG

S'inscrire URGEMMENT avec son mail sur Slack : https://join.slack.com/t/physiqueptben-lrd3903/shared_invite/zt-1fer3vbzn-P6_SwK57gB5u0MErz~jqmA

8h30-10h : TP 1 (groupe A)

- Enoncé
- Annexe Incertitudes (partie 1)

10h-11h30 : TP 1 (groupe B)

13h30-16h : Après-midi d'intégration

Travaux en cours :

Pour mercredi :
- DM1 commenté, amélioré, développé
- Lire et essayer de préparer les exercices 1 et 4 du TD Ec1
Pour samedi :
- Quizz Bilan de PTSI : https://www.quiziniere.com/#/Exercice/L2M4XG

S'inscrire URGEMMENT avec son mail sur Slack : https://join.slack.com/t/physiqueptben-lrd3903/shared_invite/zt-1fer3vbzn-P6_SwK57gB5u0MErz~jqmA

10h-11h : Présentation du mode de fonctionnement du cours de physique-chimie.

- TP, DM, DS, Colles, Interros, Notation semestrielle. Informatique python incluse en séances de TP`
- adresse mail prof. Adresse Site de physique PT

11h-12h : Début du cours de physique : Electronique analogique Chapitre Ec1

Diaporama

Plan du chapitre

Définition des SLCI
EDL pour certains systèmes
Fonctions de transfert
Filtre passe-bas 1er ordre

Les DM1 sont ramassés, scannes puis rendus pour les commenter et améliorer avec le corrigé fourni

Travaux en cours :
Pour lundi :
- DM1 commenté, amélioré, développé
- Lecture attentive du TP1 et de son annexe
Pour samedi :
- Quizz Bilan de PTSI : https://www.quiziniere.com/#/Exercice/L2M4XG

S'inscrire avec son mail sur Slack : https://join.slack.com/t/physiqueptben-lrd3903/shared_invite/zt-1fer3vbzn-P6_SwK57gB5u0MErz~jqmA