1 sti3.3 CHARGE ET DECHARGE D`UN CONDENSATEUR

CHARGE ET DECHARGE D'UN CONDENSATEUR
A TRAVERS UNE RESISTANCE
I. Objectifs.
- Distinguer régime transitoire et régime permanent.
- Déterminer graphiquement la constante de temps  d’un circuit RC.
- Déterminer l’influence de  sur la charge et décharge du condensateur.
II. Le matériel nécessaire.
-
1alimentation continue ( 0 - 30V )
un conducteur ohmique de résistance 10k
un condensateur C = 2200 F
-
1 interrupteur K
un multimètre numérique
III. Etude de la charge et de la décharge d’un condensateur à travers une résistance R.
3.1. Montage.
i
K
E = 10,0 V ( alim 0-30V )
R = 10 k
C = 2200F
uR
R
E
+
C
Figure 1
uC
+
V
3.2.Mesures.
a ) Ouvrir l’interrupteur K.
b ) Décharger le condensateur en le court-circuitant brièvement à l’aide d’un fil.
c ) A t = 0, fermer K et déclencher le chronomètre simultanément. Mesurer uC toutes les 10 secondes.
Compléter le tableau suivant. Expliquer comment on peut déduire uR et i des mesures effectuées.
t(s)
uC ( V )
uR ( V )
i(A)
0
10
20
30
40
50
60
70
t(s)
uC ( V )
uR ( V )
i(A)
80
90
100
110
120
130
140
150
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CHARGE ET DECHARGE D'UN CONDENSATEUR
A TRAVERS UNE RESISTANCE
3.3. Exploitation des mesures.
a ) Tracer sur la même feuille et en utilisant un axe commun pour t les caractéristiques uC ( t ) et i ( t ).
b ) On dit que le circuit est en régime permanent lorsque les grandeurs qui caractérisent son évolution en
fonction du temps sont stables, sinon on dit que le circuit est en régime transitoire. Indiquer sur les
caractéristiques précédentes les zones correspondant à chacun de ces régimes.
c ) Lorsque le circuit est en régime permanent :
c.1 ) Quelle est la tension aux bornes du condensateur ?
c.2 ) Que peut-on dire du condensateur ?
c.3 ) Quelle est la valeur de l’intensité du courant dans le circuit ? Expliquer ce phénomène en vous
appuyant sur la relation entre tension et courant pour un condensateur.
d ) Tracer la tangente à l’origine de la caractéristique uC ( t ), puis déterminer graphiquement l’instant  pour
lequel la tangente coupe l’asymptote à la caractéristique uC ( t ). est appelée constante de temps du circuit.
s’exprime en s.
e ) Sachant que = RC, déterminer la valeur expérimentale de la capacité C du condensateur et comparer à la
valeur donnée par le constructeur.
f ) Graphiquement, déterminer les valeurs de uC pour t = 2345Exprimer ces valeurs en % de E.
g ) Peut-on considérer que le condensateur est quasiment chargé au bout d’un temps 3?
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