PHYSIQUE APPLIQUEE - CHOLET Renaudeau - La Mode - L’Hyrôme

TP sur la charge d’un condensateur dans un circuit résistif (Chap. B.1.1.1)

vendredi 11 mai 2007, par jbernaud

B.1.1.1. Étude expérimentale de la charge d’un condensateur à travers une résistance.

Connaissances antérieures utiles

− Acquis issus du paragraphe A.1.4. en particulier ; écrire l’expression de la tension aux bornes d’un condensateur et de l’intensité du courant : i = c (∆v/∆t).

Outils mathématiques

− Utilisation d’une calculatrice.

Connaissances scientifiques

− Différence entre :

  • une charge de condensateur à travers une résistance et sous tension constante,
  • et une charge de condensateur à courant constant.

− Dans le cas de la charge d’un condensateur dans un circuit RC alimenté sous une tension constante :

  • expression de la constante de temps τ d’un circuit RC,
  • propriété de la tangente a l’origine de la courbe de tension aux bornes du condensateur,
  • tension maximale aux bornes du condensateur lorsqu’il est complètement chargé,
  • savoir que l’on peut considérer que le condensateur est complètement chargé au bout de 3 τau.

Savoir-faire expérimentaux

− Utilisation d’un oscilloscope pour déterminer la constante de temps τau.

Savoir-faire théoriques

− Écrire la loi des mailles pour les tensions instantanées d’un circuit RC série.

− Dans le cas de la charge d’un condensateur initialement décharge, placé dans un circuit RC alimenté sous tension constante construire la courbe représentant la tension aux bornes de ce condensateur en fonction du temps, c’est-à-dire :

  • appliquer la propriété de continuité de la tension aux bornes d’un condensateur,
  • construire la tangente à l’origine de la courbe,
  • placer l’asymptote correspondant au maximum de la tension,
  • placer sur la courbe le point d’abscisse t = 3 τau (cas de l’approximation définie ci-dessus),
  • placer sur la courbe le point d’abscisse t = τau.

− Dans le cas d’un circuit RC sous tension constante, construire la courbe représentant l’intensité du courant.

− Dans le cas de la charge (ou de la décharge) à courant constant d’un condensateur portant déjà une charge, construire la courbe représentant la tension aux bornes de ce condensateur, pendant une durée fixée.

A°) Étude expérimentale

B°) Étude théorique

Il me semble intéressant d’utiliser le logiciel SIMUL de la suite de J. Hennecart, elle vous permettra de simuler la forme des courbes courant et tension en choisissant différents paramètres, pour qu’ils correspondent à l’exercice ou au TP.

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