TP Physique N°07 Bis 

Comparaison de

deux condensateurs. 

Enoncé.

 

   

 

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Programme 2012 :

Programme 2012 : Physique et Chimie

Matériel :  

Un générateur de tension de basse fréquence : Matelco.

Un oscilloscope bicourbe.

Un conducteur ohmique de résistance 1,5 kW ou (1,0  kW + 500 W)

Un condensateur de capacité de 220 nF.

Un condensateur de capacité 1 μF.

Des fils de connexion.  

 

 Comparaison de deux condensateurs

I- But de la manipulation :

-  Étudier le comportement d'un circuit RC série en utilisant au mieux un générateur de tension de basses fréquences et un oscilloscope.

-  Comparer les capacités de deux condensateurs.

 

Ce sujet est accompagné d'une feuille de réponse individuelle sur laquelle vous devez consigner vos résultats.

II- Travail à effectuer

1)- Utilisation de l'oscilloscope pour régler la tension délivrée par le générateur :

-  Brancher la sortie du générateur de basse fréquence sur la voie A de l'oscilloscope.

-  Régler le générateur pour qu'il produise  une tension en créneaux, d'une fréquence f = 200 Hz, telle que Umax  Umin  =  3,0 V.

 

Umax Umin = 3,0 V

 2)- Réalisation du montage et réglages de l'oscilloscope :

-  Compléter, sur la feuille de réponses individuelle, le schéma du montage en y ajoutant les branchements d'un oscilloscope qui permettra de visualiser :

-  Sur la voie A, la tension u (t), délivrée par le générateur de tension.

-  Sur la voie B, la tension u C (t) aux bornes du condensateur. 

-  Réaliser le montage du circuit, ainsi complété, sans modifier les réglages du générateur.

-  On choisira pour R la valeur 1,5 k Ω ou ( 1,0 k Ω + 500 Ω ) et pour C la valeur 220 nF.

-  Agir sur les réglages de sensibilité des voies A et B ainsi que sur la rapidité du balayage pour obtenir deux oscillogrammes montrant les deux tensions mesurées sur une à deux périodes.

 

 3)- Exploitation des oscillogrammes :

-  Mesurer, sur l'écran de l'oscilloscope, de la manière la plus précise possible,

le temps θ que met le condensateur pour passer de l'état où la tension uC à ses bornes est minimale, à l'état où cette tension devient maximale. 

-  On admet généralement que θ est compris entre 3 τ et 5 τ, (τ = RC est la constante de temps du circuit).

-  Vérifier qu'il en est bien ainsi dans l'expérience que vous venez de réaliser.

-  Montrer expérimentalement que cette mesure de θ n'est plus possible si la fréquence du signal devient trop grande.

 

 4)- Exploitation des oscillogrammes :

-  Sur votre table se trouve un condensateur dont la capacité C' est inconnue. 

-  Utiliser les résultats des mesures de la question 3 et réaliser une expérience qui permette, par une mesure,

de déterminer si la capacité C' est plus grande ou plus petite que C.

 Fiche réponse :           Comparaison de deux condensateurs

1)- Manipulation et réglages.

2)- Compléter, sur la feuille de réponses individuelle, le schéma du montage en y ajoutant les branchements d'un oscilloscope qui permettra de visualiser

3)- Exploitation des oscillogrammes

a)- Mesure de θ :

-  Indiquer le réglage de la base de temps choisi pour cette mesure :

-  Nombre de divisions lues sur l'écran pour θ :

-  Valeur de θ obtenue :

b)- Comparaison de θ et τ :

c)- Ordre de grandeur  de la fréquence f à partir de laquelle il n'est plus possible de mesurer θ :

-  Quelle mesure avez-vous faite ?

 -  à quelle fréquence avez-vous travaillé ?

4)-  Avec le condensateur C

 -  Indiquer le réglage de la base de temps choisi pour cette mesure :

-  Nombre de divisions lues sur l'écran pour θ' :

-  Valeur de θ' obtenue :

-  à quelle fréquence avez-vous travaillé ?

- Quels sont vos résultats d'expériences et quelle est votre conclusion ?