LABORATOIRE N o 3 But : Comparer les valeurs théoriques et expérimentales de la capacité d’un condensateur plan. Trouver la constante diélectrique de l’acétate. Se familiariser avec la construction et l’utilisation d’un pont de Wheatstone. Faire du calcul d'incertitude sur les différents paramètres. Problème : Mesurer la capacité expérimentale d’un condensateur plan à l’aide d’un « Pont de Wheatstone » et comparer cette valeur avec la valeur théorique. Trouver à l’aide du même circuit la constante diélectrique de l’acétate. Théorie : Le condensateur est un dispositif qui emmagasine des charges et de l’énergie électrique. La capacité du condensateur est la mesure de la charge et de l’énergie qu’il est capable d’emmagasiner. Un des condensateurs les plus courants est le condensateur « plan », composé de deux « armatures » planes et parallèles. Un pont de Wheatstone est un circuit électrique capable de mesurer avec précision des composantes électriques telles que des résistances et des capacités. La méthode fut mise au point par Charles Wheatstone, l’inventeur du télégraphe électrique, en 1843. Quatre composantes sont montées de manière à former un « pont ». Trois des quatre composantes sont connues, tandis que la quatrième doit être mesurée. La source fournira une onde sinusoïdale de fréquence audible en courant alternatif et un multimètre sera utilisé comme galvanomètre. Lorsque le courant sur le multimètre sera à son minimum, cela voudra dire que le courant est pratiquement nul sur la branche du milieu et que le pont est équilibré. À ce moment, les points A et B sont au même potentiel et la relation suivante s’applique : C1 R1 = C2 R2 A Schéma du circuit : C1 R1 M R2 C2 B S Questions : a) Pourquoi faut-il éviter de toucher les deux « armatures » d’un condensateur en même temps ? b) Que veut dire « claquage » d’un condensateur ? c) Que peut-on dire du potentiel d’un condensateur sans diélectrique vs le potentiel avec diélectrique pour une même quantité de charge ? d) Que peut-on dire de la charge d’un condensateur sans diélectrique vs la charge avec diélectrique pour un même potentiel ? Tableau des résultats : Diamètre des armatures D D (m) (m) Aire des armatures A 2 A (m2) (m ) Air et acétate Distance entre les armatures d d (m) (m) Capacité théorique C0 (F) Résistance expérimentale R1 R1 () () 10000 Résistance expérimentale R2 R2 () () C0 (F) Air : 1 d Air : 2 d Acétate : 1 d Acétate : 2 d Air : 1 d Air : 2 d 10000 Acétate : 1 d 10000 Acétate : 2 d 10000 Air : 1 d Capacité expérimentale C2 C2 (F) (F) 2,2E-09 2E-10 Air : 2 d 2,2E-09 2E-10 Acétate : 1 d 2,2E-09 2E-10 Acétate : 2 d 2,2E-09 2E-10 Acétate : 1 d Acétate : 2 d Capacité expérimentale C1 C1 (F) (F) Constante diélectrique théo. Constante diélectrique exp. k=C 1 /C 0 k=C 1 /C 2 k k