Devoir : le condensateur

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Mode d'emploi  

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 u BM = 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 q B = f (t).

a)-   Quel est le document qui représente les variations de la charge q B en fonction du temps ?

b)-   Déterminer la valeur de la charge maximale Q max 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 Q max. Conclusion.

f)-    Calculer l’énergie W 0 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 q B de l’armature du condensateur reliée au point B l’intensité i dans le circuit et la tension u BM aux bornes du condensateur. En déduire l’expression de i en fonction de u BM.

4)- Étude de q B = f (u BM).

a)-   Quel est le document représentant les variations de q B en fonction de u BM ?

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 ?

IV- Les différentes courbes.

 

 

 

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