DOCUMENT-ELEVE Activité : Charge et décharge d’un condensateur Support Texte : L’un des composants électroniques les plus utilisés fréquemment dans les circuits est le condensateur. C’est un composant électronique élémentaire constitué de deux armatures conductrices séparées par un isolant. Il a la propriété de stocker des charges électriques et de les restituer selon des cas spécifiques. Il se comporte donc comme générateur de tension et aussi comme récepteur. Il est caractérisé par sa capacité noté souvent C qui s’exprime en Farad (F). Source : Inédit Consigne : Lisez attentivement le texte ci-dessus et exécutez les tâches qui te sont proposées Tâches : 1- Dire ce qu’est un condensateur puis donner son symbole et l’unité de la grandeur qui le caractérise. 2- Expliquer le mécanisme de charge d’un condensateur et faire un exemple de schéma du circuit de charge d’un condensateur. 3- Expliquer le mécanisme de décharge d’un condensateur et faire un exemple de schéma du circuit de décharge d’un condensateur stratégie de travail : Travail individuel :30 min Travail de groupe 60min Plénière 1h 15min FICHE DE SYNTHESE 1) Un condensateur est un composant électronique constitué de deux armatures conductrices séparé par un isolant polarisable, et qui permet de stocker de la charge électrique. Il est caractérisé par sa capacité noté souvent C qui s’exprime en Farads (F). Il est représenté par le symbole suivant : 2) Charge d’un condensateur Pour charger un condensateur il suffit juste de l’alimenter par un générateur de tension de restistance interne négligeable à traver une resistance de valeur R. Le condensateur commence alors à stocker de la charge provenant du générateur jusqu’à se charger completement et la tension à ses bornes est égale à la tension du générateur qui l’alimente : C’est la charge du condensateur Le schéma ci-dessous présente clairement le circuit de charge d’un condensateur : Circuit de charge d’un condensateur Pour un condensateur de capacité C=100µF (préalablement déchargé) alimenté par un généteur de 10V à traver une resistance de valeur R=100Ω, la mesure de la tension au borne du condensateur à des temps bien définis nous a permis de constater l’évolution de la tension Uc en fonction du temps suivant la courbe ci-dessous : Courbe de charge d’un condensateur 𝝉 est le temps caractéristique de charge d’un condensateur et est le temps au bout duquel la tension aux borne du condensateur atteint 63% de sa valeur maximale. Il se calcul par l’expression 𝝉=RC avec R la valeur de la résistance dans le circuit et C la capacité du condensateur. 3) Décharge d’un condensateur Pour décharger un condensateur préalablement chargé il suffit juste de remplacer par un fil le générateur qui doit l’alimenter lors de la charge. Le condensateur commence alors à restituer la charge qu’il avait stocker jusqu’à se décharger completement et la tension à ses bornes devient nulle: C’est la décharge du condensateur Le schéma ci-dessous présente clairement le circuit de charge d’un condensateur : Circuit de décharge du condensateur Pour un condensateur de capacité C=100µF (préalablement chargé par un générateur de 10v) se déchargeant à traver une resistance de valeur R=100Ω, la mesure de la tension au borne du condensateur à des temps bien définis nous a permis de constater l’évolution de la tension Uc en fonction du temps suivant la courbe ci-dessous : Courbe de charge d’un condensateur Ici, 𝝉 est le temps caractéristique de décharge d’un condensateur et est le temps au bout duquel la tension aux borne du condensateur atteint 37% de sa valeur maximale EVALUATION FORMATIVE CHARGE ET DECHARGE D’UN CONDENSATEUR Soit les circuits représentés sur les figures suivantes Tâches : 1- Câbler sur protoboard le circuit dans chaque cas de figure. 2- Relever les valeurs lues pour les mésures éffectuées dans chaque cas de figure et dire le constat fait 3- En déduire une explication sur la charge et la décharge d’un condensateur dans un circuit électronique 4- Vérifier par calcul la valeur de la tension aux bornes du condensateur On prend E=
