PHYSIQUE (13pts)
Exercice1 (6,5pts) : (charge et décharge d’un condensateur)
Le montage représenté par la figure-1- permet de charger le condensateur par un générateur de
Courant puis le décharger a travers une résistance R.
1 - Des deux graphes proposés dans les figures 3 et 4 dire en justifiant laquelle correspond à la charge
du condensateur ?
2- La charge du condensateur dure
= 40s et l’intensité du courant débité par le générateur du
courant a pour valeur I=10μA .
a)-Calculer la charge maximale du condensateur.
b) Déterminer la capacité C du condensateur.
c) Quelle est la valeur de l’énergie emmagasinée par le condensateur à la fin de la charge.
3- A l’instant initial le condensateur est chargé,on bascule alors l’interrupteur en position 2
a)- En appliquant la loi d’additivité des tensions, montrer que l’équation différentielle vérifiée par la
tension uc est de la forme :
, avec
une constante
que l’on exprimera en fonction des caractéristiques des différents
dipôles du circuit de décharge.
b)- Vérifier que la solution de cette équation différentielle est de la
forme :
. Donner l’expression de A et
.
c - Déterminer en expliquant la méthode utilisée la valeur de la
constante de temps
. En déduire la valeur de la résistance R ?
d) Représenter en justifiant l’allure de la courbe de variation de i(t) .
Préciser sa valeur à t=0.
4. Faut-il augmenter ou diminuer la valeur de R pour décharger plus rapidement le condensateur?
Justifier la réponse.
Exercice2 (6,5pts); (Etude d’une bobine)
On se propose d’étudier les caractéristiques d’une bobine, à savoir son inductance L et sa résistance
interne r. Pour cela, on réalise le circuit comportant en série : la bobine , une résistance R = 50
, un
interrupteur K et un générateur de tension continue de force électromotrice E = 6V. On fait appel à un
oscilloscope à mémoire pour visualiser simultanément les tensions aux bornes du générateur et de la
résistance, après la fermeture de l’interrupteur. Voici l’oscillogramme représenté par la figure-5-
1-Faire le schéma du circuit et indiquer le branchement de l’oscilloscope
2-Attribuer à chaque courbe de la figure5 la tension visualisée sur la voie A puis sur la voie B
3-Quelle est celle qui permet d’étudier la variation de l’intensité i(t) du courant traversant la bobine.
4a) Etablir l’équation différentielle à laquelle obéit l’intensité i du courant dans le circuit. Montrer qu’elle
s’écrit :
avec RT= R + r ;
b) La solution générale de cette équation différentielle est de la forme :
ou A ;B et
sont des constantes qu’on demandera de déterminer leurs expressions en fonction des différents
paramètres de circuit.
5)a) Montrer qu’en régime permanent, le courant i tend vers une valeur constante I0 qu’on déterminera
sa valeur.
b) En déduire la valeur de r.
6) a) -A l’aide de l’oscillogramme, déterminer en expliquant la méthode utilisée (sur la feuille annexe) la
valeur de la constante de temps
b-En déduire la valeur de L
7-Déterminer l’énergie électrique emmagasinée dans la bobine lorsque le régime permanent est établit
8) Déterminer la valeur de la f.é.m d’auto- induction à l’instant t= 0s