Devoir : le condensateur

Charge du condensatuer sous tension constante.

Exploitation des différentes courbes

Les différentes courbes.

Énoncé

Correction

 

   

 

 

I- Charge du condensateur sous tension constante.

1)- But.

Observer l’évolution de la tension aux bornes d’un condensateur chargé

par un générateur de tension  en série avec une résistance R.

Évaluer expérimentalement la constante de temps τ du circuit R.C.

Observer l’évolution de l’intensité i du courant lors de la charge et

de la décharge du condensateur.

2)- Montage.                              

Indiquer les branchements nécessaires à la visualisation de la variation

de la tension aux bornes du condensateur en fonction du temps.

-      Branchements :

II- Exploitation des différentes courbes. Les différentes courbes

1)- Étude de uBM = f (t).

a)-   Quel est le document qui représente les variations de la tension u BM en

fonction du temps ?

b)-   Nommer les deux phases de la charge ou de la décharge du condensateur.

c)-   Quelle est l’ordonnée de l’asymptote horizontale à la courbe représentant

la charge du condensateur ?

d)-   Interpréter le résultat et en déduire la valeur de la tension aux bornes du

condensateur lorsqu’il est chargé.

e)-   Déterminer l’expression littérale de.

Tracer la tangente à l’origine à la courbe.

Donner les coordonnées du point M, point d’intersection de la tangente

à l’origine à la courbe et de l’asymptote horizontale à la courbe.

En déduire la valeur de la constante de temps t du circuit R.C.

f)-    Calculer la valeur de la capacité C du condensateur sachant que

la résistance R = 500 Ω.

La comparer avec celle donnée par le constructeur (C = 2200 μF).

2)- Étude de qB = f (t).

a)-   Quel est le document qui représente les variations de la charge qB en

fonction du temps ?

b)-   Déterminer la valeur de la charge maximale Qmax emmagasinée par

le condensateur.

c)-   Calculer la durée au bout de laquelle le condensateur est chargé à

63 % de sa valeur maximale.

Comparer cette durée à la constante de temps t.

d)-   Déterminer la charge du condensateur au bout de la durée Δt = 5 τ.

e)-   Exprimer Q en fonction de la charge maximale Qmax. Conclusion.

f)-    Calculer l’énergie W0 emmagasinée par le condensateur lorsqu’il est chargé.

3)- Étude de i = h (t).

a)-   Quel est le document représentant les variations de l’intensité du courant dans

le circuit en fonction du temps ?

b)-   Comment varie la valeur de l’intensité du courant lors de la charge du condensateur ?

Quelle est la valeur de l’intensité dans le circuit lorsque le condensateur est chargé ?

c)-   Exprimer en fonction de la charge qB de l’armature du condensateur reliée au point B

l’intensité i dans le circuit et la tension uBM aux bornes du condensateur.

En déduire l’expression de i en fonction de uBM.

4)- Étude de qB = f (uBM).

a)- Quel est le document représentant les variations de qB en fonction de uBM ?

b)- En déduire une relation simple entre ces deux grandeurs.

Que représente le coefficient directeur de la droite obtenue ?

Calculer sa valeur. Quelle est son unité ? Que représente cette grandeur ?

III- Les différentes courbes.

ducumentII

documentIII

documentIV

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