Etude des ultrasons publié le 23/06/2021  - mis à jour le 06/10/2021

Le dispositif "BAPUS" permet d’étudier les ultrasons. Il est constitué :
 d’un banc d’une longueur utile de 70 cm. (Longueur totale : 80 cm)
 d’un boitier « générateur » continu ou salves,
 de deux récepteurs US,
 d’un émetteur US.
Le boitier générateur permet d’ajuster la fréquence d’émission autour de 40 kHz (+ ou- 4 kHz) en mode continu mais également d’ajuster le rapport cyclique des salves (mode salves). Il doit être alimenté par un générateur 12V continu.

On peut utiliser ce dispositif pour :
 déterminer la vitesse des ultrasons dans l’air (collège),
 déterminer la longueur d’onde des ultrasons dans l’air (lycée) ,
 étudier l’absorption et la réflexion des ultrasons (principe du sonar) en plaçant des obstacles sur le trajet.

Il est également possible d’utiliser un émetteur et récepteur US enfichable sur plaque à borne,

Liste du matériel

image Désignation Code Prix TTC
Banc complet pour l’étude des ultrasons (1 rail, 1 générateur de salves, 1 émetteur US et 2 récepteurs US , 3 supports de table) BAPUS 76,00
Générateur de salves GENESALVES 21,50
Emetteur US pour banc CRES EMUS 11,50
Récepteur US pour banc CRES REUS 11,50
Rail seul pour montage BAPUS RAILUS 17,00
Support de table pour EMUS et REUS SUPUS 1,00
Emetteur enfichable sur plaque à bornes EUSPB 9,50
Récepteur enfichable sur plaque à bornes RUSPB 9,50

Matériel en situation

Protocole expérimental Collège

Branchements et réglages
 Brancher une alimentation 12V continue aux bornes du boitier "Générateur".
 Relier l’émetteur US à la "Sortie Emetteur US".
 Placer le 1er récepteur US sur le banc et relier ses bornes à la voie 1 de l’oscilloscope.
 Sur le boitier "générateur", sélectionner le mode continu et ajuster la fréquence de manière à obtenir la plus grande amplitude sur l’oscilloscope.
 Placer le 2ème récepteur US sur le banc et relier ses bornes à la voie 2 de l’oscilloscope.
 Régler l’oscilloscope de façon à observer les deux signaux.

Résultats
 Placer les deux récepteurs l’un à coté de l’autre et observer l’oscilloscope (voir image ci-dessous)
Le signaux se superposent.

bapus-coll-obde3


 Séparer les émetteurs d’environ 60 cm et observer l’oscilloscope (voir image ci-dessous)

bapus-coll-oa767

On observe un décalage de 3,6 divisions avec une sensibilité horizontale de 0,5ms/div soit 3,6x0,5 = 1,8ms=0,0018s
La distance entre les deux récepteurs est de 60cm = 0,60 m.
Soit une vitesse v = 0,60 / 0,0018= 333 m/s (valeur théorique 340m/s)

Protocole expérimental Lycée

Portfolio