Matériel : Groupes

T.P. de physique N°6 : Charge et
décharge d’un condensateur à
travers une résistance.
I-
Charge d’un condensateur à travers une résistance.
E
Réaliser le montage suivant En utilisant un
condensateur de 1000 F, une résistance de 10
k et un générateur de tension de f.e.m. égale
à 5 V.
K
R
Le condensateur est complètement déchargé,
(court-circuitez-le momentanément) et à la
date t = 0, on ferme le circuit, grâce à
l’interrupteur K.
C
V
 Relever la tension aux bornes du condensateur toutes les 5 secondes pendant 1 min.
t (s)
Uc (V)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
 Tracer, sur papier millimétré, la courbe rendant compte de l’évolution de la tension aux
bornes du condensateur pendant sa charge en fonction du temps.
 Quelle est la tension finale aux bornes du condensateur ? Quelle est alors la charge
portée par les armatures du condensateur ?
 Commenter l’allure de la courbe obtenue.
II-
Décharge d'un condensateur à travers une résistance.
1. Réalisation du circuit :

 Régler le générateur de tension : E = 5,0 V.
 Réaliser le circuit (hors interface) en réglant R à la
valeur 5000  et C à la valeur 5 F. (faire vérifier
le montage)
 Brancher l'interface : en voie / on mesurera la
tension aux bornes du condensateur et en voie //
on mesurera la tension aux bornes du dipôle RC
(respecter les polarités pour mesurer des tensions
positives).
Ajouter un fil reliant la borne noire (-) de la voie / à la
borne de masse de l'interface (ce fil permet de fixer les
masses et d'éviter une fluctuation des mesures).
voie //
+
 Démarrer l'ordinateur et lancer le logiciel Généris 5+.
R
E
 Basculer l'interrupteur en position 1 (condensateur chargé).
2. Mesures :

voie /
C
 Paramétrer l'acquisition de manière à enregistrer la valeur de la tension 1 en fonction du
temps (voie 1 en ordonnée et le chronomètre en abscisse). Pour les ordonnées, vérifier
que la tension lue est bien d’environ 5 V et régler les paramètres du temps de manière à
ce que l’ordinateur enregistre 301 points en 125 ms.
 Régler la synchronisation : l’ordinateur doit commencer les mesures au moment où vous
basculerez l’interrupteur.
Voie : Directe //
Niveau : 2 V
Sens : décroissant 
 Lancer l'acquisition en cliquant sur le drapeau à damier. (Nommer la courbe R5)
3. Exploitation :
 Passer en échelle automatique.
 Commenter la courbe obtenue. (allure, caractéristiques, …)
a) Modélisation.
Choisir dans "modélisation graphique", la modélisation qui vous semble la plus adaptée pour
la courbe R5. Noter l'expression du modèle mathématique correspondant.
b)
Influence de la résistance.
Recommencer l’acquisition en modifiant la valeur de la résistance. (Choisir 2 k et 10 k)
en nommant les courbes respectivement R2 et R10.
Modéliser à nouveau ces courbes et noter les expressions mathématiques obtenues.
En déduire l’influence de la valeur de la résistance sur la décharge d’un condensateur.
c)
Influence de la capacité du condensateur.
De même, faire varier la valeur de la capacité du condensateur et étudier son influence sur
la charge du condensateur.
 Donner une expression possible pour le temps caractéristique .
d)
Compte-rendu.
Dans une feuille de compte rendu, insérer un graphique proposant les courbes R2, R5 et
R10 en deux exemplaires. Imprimer cette feuille après l’avoir faite vérifier par le prof.
Compétences expérimentales testées :
T.P. physique N°6
Non acquis
Réaliser le câblage d’un circuit à 1maille
Réaliser le câblage d’un circuit à 2 mailles (positionnement de
l’interrupteur)
Brancher un voltmètre (ou une interface d’acquisition) pour lire
une tension
Manipuler correctement l’interrupteur pour réaliser une charge
puis une décharge d’un condensateur.
Modéliser une courbe avec généris 5+
A revoir
Bonne maîtrise
Matériel :
Groupes :








Générateur de tension continue variable.
1condensateur 1000 μF
1 boite de résistance à décade. (x1 ; x10 ; x100 ; x1000)
Un interrupteur 3 points.
1 multimètre
1 boite de condensateur (0.5 ;1 ; 2 et 5 μF)
Fils de connexion (au moins 10 dont 4 longs : 2 noirs et 2 rouges)
Réserve de feuille A4 dans imprimante.