Le flash d`un appareil photographique jetable

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Le schéma, très simplifié, du principe de fonctionnement du flash d'un appareil photographique jetable
est le suivant :
La tension aux bornes d’une pile est insuffisante pour faire fonctionner le flash. Un transformateur
permet d'augmenter cette tension. Ce dernier ne peut pas fonctionner en courant continu, il est donc
nécessaire de l’associer à un oscillateur en amont. Pour retrouver un générateur continu, un redresseur
(diode) termine cet ensemble qui fonctionne lorsque l’interrupteur (K1) est fermé. Le composant
appelé « condensateur », emmagasine alors de l'énergie.
À l’instant de la prise de vue, on ferme l'interrupteur (K2). Le condensateur libère cette énergie dans le
tube-éclair (F). Il en résulte un courant de forte intensité dans la lampe qui produit un flash lumineux.
Repères
Le schéma donné est un schéma plus fonctionnel que réel (en particulier, la position des interrupteurs
qui y sont représentés). On peut trouver le schéma réel d’un certain type de flash dans l’annexe 1.
Chaque groupe doit disposer d'un flash d'appareil photographique jetable démonté. Avec l'aide du
professeur, les élèves pourront identifier quelques composants (diode, condensateur, tube-éclair et
transformateur) et faire le lien avec leurs représentations sur le schéma de principe. Le professeur
introduira, sans développement théorique, les composants inconnus des élèves.
Un appareil photographique en état de marche leur permettra de comparer les durées de charge et de
décharge du condensateur.
Toute mesure de tension ou d'intensité au cours de cette étude sera réalisée par l’enseignant, pour des
raisons de sécurité, ou, mieux, pourra être observée sur une maquette sécurisée – voir annexe 2 (la
tension aux bornes du condensateur chargé est de l’ordre de 300 V).
Un montage réalisé de charge et de décharge d’un condensateur peut être proposé aux élèves.
Oscillateur, Transformateur,
Redresseur
F
Condensateur
K1
K2
R
R1  10 k
E  6 V
R2  1 k
C  2 200 F
K2
V
Chronomètre
K1

Exemple de questions
1. Composants, symboles et grandeurs caractéristiques
Associer à chaque composant identifié du flash son symbole. Lorsque cela est possible, lire la
grandeur caractéristique associée.
2. Charge et décharge
Faire fonctionner le flash d'un appareil photographique.
Décrire les deux phases du fonctionnement. (1)
Comparer qualitativement la durée de chacune des phases.
3. Grandeurs dépendant du temps
En électricité, quelles sont les grandeurs usuelles mesurées qui peuvent être fonction du temps dans ce
dispositif ? (2) et (3)
4. Étude expérimentale d’une charge et d’une décharge d’un condensateur
Le montage réalisé sur la paillasse permet de charger et de décharger un condensateur. On dit qu’un
condensateur est chargé lorsque la tension à ses bornes est égale à celle du générateur, et qu’il est
déchargé lorsque la tension à ses bornes est nulle.
4.1. Mesurer les durées de charge et de décharge du condensateur.
4.2. En déduire un des paramètres intervenant dans l’évolution temporelle du phénomène observé.
Préciser quel est son rôle dans cette évolution. (4) et (5)
5. Étude expérimentale d’une charge et d’une décharge du condensateur du flash
Lors du fonctionnement du flash d’un appareil photographique, on a enregistré, avec un oscilloscope à
mémoire, la tension aux bornes du condensateur. Les courbes obtenues sont reproduites ci-dessous.

5.1. Attribuer à chacune des courbes la phase correspondante de fonctionnement du flash.
5.2. Déterminer les durées de charge et de décharge du condensateur du flash.
5.3. En se référant aux résultats trouvés au 4., choisir la proposition qui semble exacte :
(R est la résistance de charge du condensateur du flash et r est la résistance du tube-éclair F)
a) La valeur de R est supérieure à celle de r.
b) La valeur de R est très supérieure à celle de r.
c) La valeur de R est inférieure à celle de r.
d) La valeur de R est très inférieure à celle de r.
e) La valeur de R est de l’ordre de grandeur de celle de r.
Repères
Phénomène étudié
Charge du condensateur
du flash (1)
Décharge du condensateur
du flash (1)
Grandeurs dépendant
du temps (2)
Tensions
Intensité (3)
Tensions
Intensité (3)
Paramètres qui interviennent
dans l’évolution temporelle du
phénomène (4)
Grande résistance (5)
Faible résistance (5)

Annexe 1 – Schéma d’un circuit réel et principe de fonctionnement
On trouve sur le site http://etronics.free.fr/how/appjetab/appjetab.htm le document suivant :
« Le tube flash a besoin de 300 volts continus pour l'éclair mais il faut l'amorcer avec une tension
supérieure à 5 000 volts grâce au TA (transformateur d'amorçage ).
« L’interrupteur SW1 commande le fonctionnement du flash en alimentant le transistor Q1 qui va
osciller. Le transformateur TR1 ayant une tension alternative sur son primaire, il amplifie cette
tension ; la diode D1 la redresse pour obtenir aux bornes du condensateur C2 une tension de l'ordre de
300V. Lorsque la tension est atteinte, le néon s’allume. Le condensateur C1 est chargé. À l’instant de
la prise de vue, on déclenche l'obturateur, le contact SW2 est actionné et décharge le condensateur C1
au travers du primaire du transformateur d'amorçage TA qui amplifie ce pic pour donner un tension de
pic de plus de 5 000 volts. Le tube s'amorce et la charge du condensateur C2 passe dans le tube. »
.
Annexe 2 – Sécurisation de la maquette
Pour visualiser la tension aux bornes du condensateur C2, il faut relier ce dernier aux deux bornes d’un
oscilloscope à travers une résistance de protection Rp d’environ 10 mégohms. Un diviseur de tension est ainsi
constitué avec l’entrée de l’oscilloscope (dont l’impédance d’entrée est d’environ 1 mégohm). Cela permet
d’observer des tensions réduites, de l’ordre d’une trentaine de volts. L’ensemble du montage doit être enfermé
dans un coffret.
C2
Rp