TD Physique :
il y aura un groupe TD+ de 15 personnes max.

TD retroaction : exo 5 simulation d'un gros condensateur

TD filtrage numérique : exo 1
TD modulation & démodulation : exos 1,2

TD Chimie : exo 1
TD+ :
TD retroaction : exo 7 synthèse d'un multiplicateur
TD modulation & démodulation : exo 3 repliement de spectre
TD chimie : exo 6 Energie reticulaire.(Attention bien relire le mémo 1er principe + cours)

Rq : A chercher, mais on ne fera pas tout cette semaine...

Modulation & Démodulation

I - Transmission d’un signal codant une information variant dans le temps
Les différentes modulations (AM FM PM)
Exemples. Avantages / inconvénients
Attribution des fréquences

II - Modulation d’amplitude
Modulation AM harmonique
Effet de la composante continue
Modulation AM d’un signal quelconque
Calcul du nombre de stations radios possibles

III - Démodulation synchrone
Différentes stratégies de modulation/démodulation
Retour sur la composante continue
Démodulation synchrone
Formes des signaux et taux de modulation
Détection d'enveloppe
Réglage du détecteur de crêtes
Exemples de montages.

Diffusion de particules

I Diffusion :
Les mécanismes de transport de la matière & phénoménologie
Exemples concrets en physique chimie biologie industrie
Quantification du débit des particules [1D scalaire]
Vecteur densité de courant de particule
Calcul du volume de contrôle 3D
Débit de particules
Révision SUP : Les échelles d’un système thermodynamique micro-macro-mésoscopique

II Équation de la conservation de la matière
Bilan unidirectionnel de conservation des particules
Création et annihilation de particules
Généralisation 3D [HP]
Irréversibvilité et lien avec le 2nd principe
ODG : échelle typique de diffusion en fonction du temps
Exemple concret :
Diffusion de protéines phosphorescentes dans un gel en fonction du temps.

III Équation de la diffusion
Loi de Fick & phénoménologie de la diffusion
Ordres De Grandeurs dans les différents matériaux et états physiques
Équation de la diffusion
Régime Permanent
Profil constant mais existence d'un courant

Compléments : Opérateur Divergence
Interprétation physique : Flux sortant par unité de volume
=> "Déduction" de Green-Ostrogradsky
Opérateur Divergence en coordonnées cylindrique (démo) puis sphérique (admis)
Exemple de situation à flux conservatif : relation des composantes axiale et latérales

TP de Révision : Amplificateur Opérationnel 1
[Réalisation] Câblage et alimentation de l'AO sur la breadboard.
Etude des entrées / sorties. Caractère idéal de l'AO.
[Analyse et Modélisation] Régimes linéaires et Non Linéaires de l'AO.
[Réalisation] d'un montage suiveur.
[Réalisation] d'un montage comparateur.
[Modélisation] des entrées / sorties :
Tentative de mesure des impédances de l'AO.

TP : Amplificateur Opérationnel 2
[Réalisation] Câblage et alimentation de l'AO sur breadboard.
[Analyse et Modélisation] Régimes linéaires et Non Linéaires de l'AO.
[Réalisation] d'un montage amplificateur non inverseur. Saturation, Slew rate, impédance entrée & sortie .
[Réalisation] d'un montage intégrateur : observation/correction de l'effet de dérive.
[Réalisation] d'un montage comparateur inverseur : stabilité ?
Application : Réalisation d'une commande simple Feu clignotant réglable.

TD-cours : opérateurs en cylindrique et sphérique


TD : Pour tout le monde !
TD retroaction : exo 5 simulation d'un gros condensateur
TD modulation & démodulation : exos 3, 4
TD Diffusion : Riders on the storm ! et chercher exercice 3.


TD+ : corrigés en groupe avancé
TD diffusion : exo 3 avec interprétation physique. (exo 2 a chercher. C'est du calcul ...)

TD Chimie : Bombe calorimétrique

Transport de charges : les charges et le courant
I - Les charges et le courant
Densité de charge et distribution. Porteurs mobiles, fixes, électroneutralité
Le courant comme un débit de charge [approche 1D unidirectionnelle]
Le courant & vecteur densité de courant [linéique - volumique - surfacique]
Intensité et flux de vecteur densité

II - Conservation de la charge
Bilan unidirectionnel de conservation de la charge
Équation locale de conservation de la charge
Généralisation 3D avec Green-Ostrogradsky [HP]
[Démo locale avec les équations de Maxwell interdite à ce stade de l'année]

III - Etude du courant en régime stationnaire
Conséquences de la conservation de la charge en régime stationnaire
Tube de courant -- Variation "adiabatique" du courant
Loi des noeuds dans l'ARQS : retour sur le formalisme de l'électrocinétique

IV - Le courant à l’échelle microscopique
Modèle de Drude de la conduction [appliquette numérique]
Discussion du modèle : approche statistique puis fluide moyen
Loi d’Ohm locale puis macroscopique :
Calcul de la resistance d'un conducteur Ohmique
Interprétation : Lois d'association série et parallèle
Puissance volumique dissipée
Application au calcul de la résistance

Applications :
- Etude du modèle historique de la sonde à effet Hall rectangulaire
Calcul du champ et de la tension de Hall en régime permanent

Diffusion thermique

I - Diffusion thermique
Les trois mécanismes de transport de la chaleur : rayonnement - convection - diffusion
Phénoménologie de la diffusion : exemples multiples
Quantification de la diffusion de la chaleur - Puissance thermique
Loi de Fourier - phénoménologie - ODG

II - Équation de la diffusion thermique
Bilan de conservation de l’énergie 1D - Généralisation 3D
Équation de la chaleur
Terme sources - exemples de sources ou pertes

TP de Révision : Amplificateur Opérationnel 1
[Réalisation] Câblage et alimentation de l'AO sur la breadboard.
Etude des entrées / sorties. Caractère idéal de l'AO.
[Analyse et Modélisation] Régimes linéaires et Non Linéaires de l'AO.
[Réalisation] d'un montage suiveur.
[Réalisation] d'un montage comparateur.
[Modélisation] des entrées / sorties :
Tentative de mesure des impédances de l'AO.

TP : Amplificateur Opérationnel 2
[Réalisation] Câblage et alimentation de l'AO sur breadboard.
[Analyse et Modélisation] Régimes linéaires et Non Linéaires de l'AO.
[Réalisation] d'un montage amplificateur non inverseur. Saturation, Slew rate, impédance entrée & sortie .
[Réalisation] d'un montage intégrateur : observation/correction de l'effet de dérive.
[Réalisation] d'un montage comparateur inverseur : stabilité ?
Application : Réalisation d'une commande simple Feu clignotant réglable.

DS de physique 2

TD pour tout le monde :

- Opérateur divergence en cylindrique
- Capteur à jauge de contrainte

TD Diffusion de particules :
exo 4 Diffusion de neutrons avec symétrie sphérique
exo 5 Longueur de diffusion
TD Transport de charges : Exo 1 + calcul de la puissance dissipée

Exos avancés :
- Exercice : Oscillateur de Van der Pol
- Exercice : Etude de la roue de Barlow :ici
- Exercice : Diffusion de l'oxygène dans le sang

-->

Diffusion thermique
Équation de la chaleur
Terme sources - exemples de sources ou pertes
Régime Permanent - calcul du flux - Résistance thermique
Etude complète de la résistance thermique
Calcul de circulation de j
Association série et parallèle sur un exemple d'isolation

III - Applications
1 - Loi de Newton de la diffusion convecto-conductive
2 - Etude d’une ailette de refroidissement
- modélisation des pertes latérales
- modélisation complète et mise en équation
- Régime permanent et ailette infinie
- Différentes approches sur les pertes latérale (conservation du flux)
- Régime permanent et ailette fini

3 - Approche Numérique de l'ailette :
- Etablissement des équations sur une cellule
- Etude des conditions aux limites (flux en entrée et flux en sortie)
- Méthode des différences finies
- Utilisation des ODG de diffusion pour établir les contraintes du solveur numérique sur dt
[lien entre temps de diffusion et distance de diffusion sur les cellules numériques]
- "Revue" des différentes méthodes de résolution [Euler explicite-implicite ; systèmes linéaires d'équations différentielles]
- Observation des solutions numériques

4 - Onde de chaleur
- Modélisation du PB : principe de Curie et modèle d'onde
- mise en équation & passage aux complexes
- Résolution dans l'hypothèse milieu illimité à droite
- Tracé de la solution réelle - Onde evanescente - ODG
- Relation de dispersion - vecteur d'onde complexe
- Reconstruction des solutions - Nature des solution - ODG
- Etude de cas concrets : protection du compteur d'eau
Effet de cave en champagne - radiateur en stéatite

5 - Tableau des analogies : électrostatique vs diffusion thermique

6 - Câble électrique avec sa gaine
- Puissance électrique et flux de chaleur
- Calcul de la température dans la gaine puis dans le métal
- Tracé du profil de température - Retour sur les analogies
- Résistance thermique de la gaine - Analogie avec la résistance électrique d'une couronne (TD)
- Caclul de la température au centre du fil.

CHIMIE : Second principe de la thermodynamique :
appliqué aux transformations chimiques

I Révision du 2nd principe

II Enthalpie libre
Définition
Potentiels thermodynamiques
Transformation isobare et isotherme
Les Potentiel QΔ

III Transformation chimique au sein d'un système thermodynamique
Grandeurs molaire : au sein d'un système pur - grandeur molaire partielle - différentielle totale exacte
Grandeurs de réaction
Identités thermodynamiques
Identité thermodynamique et potentiel chimique
Exemple : Équilibre liquide vapeur de l’eau [ corps pur diphasé ]
Etude du corps pur monophasé
Potentiel chimique standard μ∘(T) et activités des constituants chimiques
Phase gazeuse - Phases denses - solutions

TP Multivibrateur Astable -- Réalisation d'un testeur d'AO
Etude sur papier de la stabilité du montage, et son étude temporelle.
A vous de réaliser le montage sur plaquette "breadboard" en vous
appuyant sur le BUP fourni (On ajustera toutefois R). Merci de respecter les valeurs de composants fournies et
de faire attention aux alimentations [on utilise l'alimentation habituelle et non les piles].

Attention : Il est demandé de réaliser un compte rendu au propre. [Non relevé]
Ce dernier doit être rédigé durant la séance !
--> Schéma & point de mesure
--> Etude des entrées et de la sortie
--> Reproduction du tracé des oscillogrammes & des mesures réalisées.
--> Annalyse des résultats : nature des courbes - mesure de la période - commentaires
--> Démarrage des oscillations : capture du régime linéaire ?
--> Seulement si le temps le permet : étude de l'oscillateur.
Rq : [On fera l'hypothèse du régime linéaire pour ensuite conclure
qu'il fonctionne nécessairement en régime NL]