RETOUR SUR LE TP INTRODUCTION DU CONDENSATEUR :
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REPONSE D’UN DIPOLE RC A UN ECHELON DE TENSION a) Circuit utilisé Réaliser le circuit suivant : FAIRE VERIFIER LE MONTAGE L’alimentation délivre une tension constante de 5 V. Il ne faut pas dépasser 5 V car la carte d’acquisition ne mesure que des tensions comprises entre – 5 V et 5 V. Deux condensateurs de capacité de 0,22 µF ou 1,0 µF sont disponibles. Ils ne sont pas polarisés. Le conducteur ohmique est réalisé par une boite AOIP. On peut régler la résistance entre 1000 et 10000 ohms. Prendre dans un premier temps le condensateur de 0,22 µF et régler la boite AOIP sur 1000 ohms. b) Mesures Brancher la carte d’acquisition de manière à ce qu’elle mesure la tension u AB aux bornes du condensateur sur la voie 1 et la tension uGB aux bornes de l’ensemble conducteur ohmique, condensateur sur la voie 2. On indiquera les branchements réalisés sur le schéma ci-dessus. Appeler le professeur afin qu’il vérifie le circuit. Lancer le logiciel d’acquisition DATADIRECT. Régler le logiciel de manière à ce qu’il mesure des tensions continues sur les deux entrées. Choisir le mode d’acquisition de manière à ce que la durée totale d’acquisition soit de 3,0 ms et que le nombre de mesures réalisé soit de 500. On sait que la tension uAB passe progressivement de 0 à 5 V. On veut que l’ordinateur déclenche automatiquement les mesures lorsque cette tension une valeur de 0,1 V. R. Régler le logiciel en conséquence. Réaliser l’acquisition demandée. Les courbes représentant les tensions uAB et uGB en fonction du temps se tracent automatiquement. Comment varie uAB quand on place l’interrupteur sur la position 1 ? Pourquoi parle-t-on de régime transitoire ? Réaliser une nouvelle acquisition (ne pas oublier de décharger le condensateur avant de se lancer dans la nouvelle acquisition) en prenant un condensateur de capacité 1 µF. La charge du condensateur est-elle plus ou moins rapide que dans le cas précédent ? Réaliser une nouvelle acquisition en conservant le condensateur de capacité 1 µF mais en réglant la résistance de la boite AIOP sur 10000 ohms. La charge du condensateur est-elle plus ou moins rapide que dans le cas précédent ? Quels sont les paramètres qui influent sur la durée de la charge d’un condensateur ? c) Constante de temps d’un dipôle RC Afin de mieux appréhender la durée de la charge ou de la décharge d’un condensateur, on peut définir une constante de temps τ. Cette constante se détermine à partir de la courbe représentant l’évolution de la tension aux bornes du condensateur en fonction du temps. Pour ce faire, il faut : - tracer l’asymptote horizontale à la courbe ; - tracer la tangente à la courbe au point d’abscisse t = 0 ; - l’abscisse du point d’intersection de ces deux droites est τ. Pour déterminer les constantes de temps associées aux trois expériences précédentes, il faut utiliser un tableur comme REGRESSI. Refaire la première expérience ; Transférer les mesures dans REGRESSI (si la commande « coller page » n’est pas disponible, utiliser la commande « coller document ») ; Supprimer l’entrée 2 (voir le mode d’emploi) ; Tracer la tangente à l’origine à la courbe représentant l’évolution de la tension aux bornes du condensateur en fonction du temps ; Tracé de la tangente à la courbe Tracé de l’asymptote horizontale Outil réticule Tracer l’asymptote horizontale. Utiliser l’outil réticule pour déterminer les coordonnées du point d’intersection. Déterminer la constante de temps . Refaire la même étude pour les deux autres expériences. Compléter le tableau suivant : R (ohms) C (µF) R.C (ms) τexpérimentale (ms) Ecart relatif e 1000 0,22 1000 1 10000 1 d) Evolution de l’intensité du courant au cous du temps Exprimer l’intensité i en fonction uGA et R. Préciser la loi utilisée. Exprimer uGA en fonction de uGB et uAB. Préciser la loi utilisée. Exprimer i en fonction de uGB, uAB et R. Refaire la première expérience et transférer les résultats dans REGRESSI. Quel est le nom de la tension uGB dans le logiciel REGRESSI ? Quel est le nom de la tension uAB dans le logiciel REGRESSI ? Créer la fonction i dans REGRESSI. Tracer la courbe qui représente l’évolution de i en fonction du temps.
