TP :Décharge d`un condensateur et simulation d`un flash d

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TP :Décharge d'un condensateur et simulation d'un
flash d'appareil photo
Commentaires :
Compétence expérimentale:
Compte
rendu:
Bilan:
1)Etude de la charge à tension constante
1.1)Montage
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Décharger votre condensateur quelques
secondes (bornes reliées par un fil
électrique).
Réaliser le montage ci-contre avec le
condensateur de 1000 μF la résistance R
de 470Ω et R1=10Ω.
K1 ouvert, déchargez à l'aide d'un fil de
condensateur.
Brancher le voltmètre afin de mesurer la
tension UAB.
Faire vérifier le montage.
L'interrupteur (K2) restant ouvert, fermer l’interrupteur (K1). Ajuster la tension aux bornes du
générateur afin de fixer uAB = 8,0 V lorsque le condensateur est chargé.
1.1.1)Indiquez sur le schéma le sens de déplacement du courant ainsi que le sens de déplacement
des électrons lors de la charge du condensateur.(K1 fermé et K2 ouvert)
1.1.2)Reproduisez le schéma et indiquez le sens de déplacement du courant ainsi que le sens de
déplacement des électrons lors de la décharge du condensateur.(K1 ouvert et K2 fermé)
1.2)Mesure de la constante de temps
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Brancher l'interface d'acquisition aux bornes de afin de mesurer la tension aux bornes du
condensateur.
Pour la synchonisation vous choisirez :
Nombre de points
501
Niveau de déclanchement (V)
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0,2
Croissant
Durée
3s
Avant d'éffectuer l'enregistrement il faut décharger le condensateur. Pour cela il faut ouvrir K1
et fermer K2.
Ouvrez K2, lancez l'aquisition et fermez l'interrupteur K1.
Représenter ci-dessous l'allure de la courbe Uc(t) obtenue
1.2.1)Etablir l'équation différentielle de la charge d'un condensateur
1.2.2)Déterminer la solution de l'équation différentielle sachant qu'elle se présente sous la forme :
t
Uc(t)=A + Beτ
1.2.3)Quelle est la valeur théorique de la constante de temps ?
1.2.4)Déterminer graphiquement la valeur de cette constante (vous indiquerez sur la courbe tracée
ci-dessus la méthode employée)
1.2.5)Calculer l'écart relatif entre la mesure graphique et la valeur théorique.
1.2.6)Vérifiez que la dimension de
τ est homogène à un temps.
2)Simulation d'un flash d'appareil photographique
2.1)Montage et principe
Objectif : On peut simuler le flash d'un appareil photographique en ajoutant en série dans le circuit 2
de décharge du condensateur une diode électroluminescente (DEL), composant polarisé.
Une diode ne laisse passer le courant que dans le sens indiqué sur le schéma ci-dessous (appelé sens
passant) et à la condition que la tension Ud à ses bornes soit supérieure ou égale à une tension appelée
tension de seuil (Useuil > 0 V)
Pour simuler un flash, la diode doit éclairer pendant une durée courte ; la constante de temps τ du
circuit de décharge doit donc être petite.
2.1.1)Refaire le schéma du montage en plaçant la diode. Justifiez le sens de branchement de la
diode.
2.1.2)Etablir l'équation différentielle de la décharge d'un condensateur
2.1.3)Déterminer la solution de l'équation différentielle sachant qu'elle se présente sous la forme :
t
Uc(t)=A + Beτ
2.1.4)Quelle est la valeur théorique de la constante de temps ?
2.1.5)Comparer cette constante de temps à celle mesurée dans la première partie du TP.
2.2)Mesures et interprétations
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Charger le condensateur. Mesurer la tension aux bornes du condensateur chargé, appelée
Umax. Puis décharger le condensateur dans le nouveau circuit comportant la DEL. Mesurer
alors la tension Umin aux bornes du condensateur lorsque la DEL n'éclaire plus.
Umax=
Umin=
On admettra que la durée d'éclairement du flash t ex est du même ordre de grandeur que la
durée au cours de laquelle la tension aux bornes du condensateur varie de U max à Umin soit de
l'ordre de :
Umax
tex =R.C.ln(
)
Umin
2.2.1)Calculer la valeur de tex .
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