p07 : decharge d`un condensateur dans une bobine inductive

TP 9 : DECHARGE D'UN CONDENSATEUR
I / Montage
DANS UNE BOBINE (corrigé)
 On mesure
EA0
1
2
A
L = 1H
r
E
Ug = 6 V
EA1
B
uC
C = 10 µF
UR
R
D
l'ohmmètre la résistance r de la bobine utilisée : r = 28,8 Ω.
II / Paramétrage de Synchronie
1) L’interrupteur est en position 1. Que vaut la tension uc = Ug
2) On calcule la valeur de T0= 2π
LC = 21 ms
 Onglet Entrées :
Entrée 0 : Configuration : Automatique ; Calibre : +10V/-10V ; Nom : uc ; Unité : V ; Trait fin ; fenêtre cochée : 1.
 Onglet Acquis :
Réglage : 100 points de mesures, puis Ajouter ; durée totale de l'acquisition : voisin de 5T0 : 100 ms;
Déclenchement : source : entrée EA0 ; niveau : 5,9 ; condition : sens descendant
 Onglet Fenêtres :
Abscisse : T ; Echelle en X : min 0 et max 100 ms ; Echelle en Y : min -7 et max +7
 Cliquer sur OK.
III / Etude de l’influence de la résistance R au cours de la décharge du
condensateur
à
1) Régime pseudo-périodique
a) Les courbes qui correspondent au régime pseudo-périodique sont les courbes obtenues avec :
0 ;47 ;100 et 220 Ω
b) La différence entre un régime périodique et un régime pseudo-périodique est que l’amplitude maximale varie,
dans le car d’un régime pseudo-périodique.
c) Le signe de uc prend alternativement des valeurs positives, puis des valeurs négatives. En conséquence,on peut
affirmer que le courant parcourt le circuit, au cours d’une pseudo-période, dans le sens positif, puis dans le sens
négatif. Le condensateur, sur une pseudo-période se charge positivement, se décharge, se charge
négativement et enfin se décharge
d) On en déduire que l’énergie est d’abord stockée par la capacité, puis par la bobine puis par la capacité…etc.
2) Régime apériodique
a) Les courbes qui correspondent au régime apériodique sont les autres courbes obtenues (470, 1000 et 2200 Ω)
b) Le signe de uc reste, tout au long de cette phase, positif. La valeur de uc décroît progressivement. En
conséquence, on peut affirmer que le condensateur pendant le régime apériodique se décharge
progressivement. Le courant pendant cette phase circule toujours dans le même sens.
c) La durée de la décharge du condensateur augmente lorsque la résistance R +r du circuit augmente.
3) Régime critique
Approximativement la valeur de (R+r) correspondant au passage d'un régime à l'autre se situe entre 220 et 470 Ω
IV / Etude du régime pseudo-periodique
1) Etude de la pseudo-période : influence de L et C
L (H)
C (µF)
R (Ω)
T (ms)
Tthéo
(ms)
∆T/T
1
10
47
15,5
21
26%
0,2
10
47
7,0
8,9
21%
1
2
47
7,5
9,3
19%
2) Etude du courant
Entrée 1 : Configuration Automatique ; Calibre : +10V/-10V ; Nom : ur ; Unité : V ; Trait fin ; fenêtre cochée : 4.
uc
i = f(T)
UR
a) La courbe représentant i, on observe une alternance du signe de i, ce qui est en accord avec la question III/ 1) c)
(le courant parcourt le circuit, au cours d’une pseudo-période, dans le sens positif, puis dans le sens négatif).
1
1
2
2
A
A
E
E
+
+
B
-
B
-
C = 10 µF
C = 10 µF
i
i
D
D
i
b) Ainsi le sens du courant lorsque l'on bascule l'interrupteur sur la position 2 est tel que i sera positif dans les
premiers instants. Ce qui correspond aux observations faites
3) Etude énergétique
On se propose d’exploiter les enregistrements précédents pour étudier l’évolution, au cours du temps, de l’énergie
électrique EC stockée dans le condensateur et de l’énergie magnétique EL stockée dans la bobine.
 Utiliser la feuille de calcul pour créer les grandeurs EC et EL à partir des données uC(t) et i(t), en précisant les
unités.
On rappelle que : EC =


1
1
Cuc² et EL = Li².
2
2
On remarque une alternance de EC et EL : Quand EC est maximum, EL est minimum et inversement ce qui
correspond aux discussion faite au début.
On remarque aussi que ET diminue continuellement.
Ec
EL