tp: etude d`un condensateur - Franck FRESNEL (Ressources)

1ère STI
nom :
nom du binôme :
T.P.: ETUDE D'UN CONDENSATEUR
Objectif : Etudier la charge et la décharge d'un condensateur à courant constant et à tension constant.
1. CHARGE A COURANT CONSTANT.
MONTAGE
Pour réaliser le T.P., on dispose d'un module de charge. Ce module vous permet d'obtenir un courant
constant réglable à partir d’une alimentation variable en tension.
A
V
uC
Réaliser le montage ci-dessus. C = 2200 µF
MESURES
1. Interrupteur fermé, régler l'intensité du courant en modifiant la tension d’alimentation. Relever la
valeur de l’intensité de courant.
2. Interrupteur ouvert, court-circuiter le condensateur avec un fil pour le décharger complètement.
Une fois l’opération réalisée, enlever le fil de court-circuit.
3. En fermant l’interrupteur, démarrer le chronomètre. Arrêter le chronomètre quand la valeur de
l’intensité de courant commence à diminuer. Relever le temps t (en s) et la valeur de la tension ûc
aux bornes du condensateur.
4. Changer la valeur du courant, et noter les valeurs de i, ûc et le temps t correspondant. Faites une
vingtaine de mesures et introduire les données dans un tableur (regressi par exemple)
EXPLOITATION ET RESULTATS
5. Soit a le rapport
uˆ c
uˆ
. Créer une nouvelle variable (calculée) a = c dans le tableur.
t
t
6. Tracer la courbe i = f(a) à partir des données du tableau et en déduire C du condensateur.
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nom :
nom du binôme :
C = ………………
7. Exprimer la relation entre i, a et C puis entre i, C et
i = …………………….
uˆ c
t
i = ………………………….
2. CHARGE ET DECHARGE SOUS TENSION CONSTANTE
MONTAGE
Réaliser le montage suivant :
R = 1 kΩ
f = 1 kHz GBF
uc(t)
C = 1 µF
e(t)
Le circuit RC est alimenté en signal rectangulaire, il est soumis alternativement à des échelons de
tension (0 ; +E) pendant lesquels il se charge, et (+E ; 0) pendant lesquels il se décharge. Le
phénomène étant périodique, il est visualisé à l'oscilloscope.
MESURES
Relever la tension délivrée par le G.B.F.
Représenter la tension aux bornes du condensateur (Préciser bien sur le graphe, les différentes
grandeurs physiques).
CHARGE DU CONDENSATEUR
Pendant la charge du condensateur (quand uc(t) croît de 0 à E), déterminer graphiquement la constante
de temps τc du circuit de la manière suivante :
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nom :
nom du binôme :
uc E
tension du
générateur E
uc(t)
4
tangente en 0
de uc(t)
3
CHARGE DU CONDENSATEUR
2
1
τc
0
0
100
200
300
400
En traçant la tangente à l'origine de cette courbe, déterminer la constante de temps τc ( τc :
intersection de la tangente avec la tension du générateur).
500
t(µs)
DECHARGE DU CONDENSATEUR
Pour déterminer graphiquement la constante de temps τ d du circuit pendant la décharge du
condensateur dans la résistance, tracer la tangente à l'origine de cette courbe. L'intersection de la
tangente avec la tension du générateur permet de définir le temps τ d
uc E
5
4
DECHARGE DU
CONDENSATEUR
tangente3en 0
de uc(t)
uc(t)
2
1
τd
tension du
générateur E
0
0
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100
200
300
400
500
t(µs)
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nom :
τc = ………………………….
nom du binôme :
τ d = ………………………….
τc = τ d = R.C. Déterminer la valeur de la capacité C du condensateur pour la charge et la
décharge du condensateur. Dans le cas où τc est différent de τ d , calculer pour chacun la valeur de C
et calculer la moyenne Cmoy.
C = ……………………….
CONCLUSION
Quelle méthode est préférable pour déterminer la valeur de la capacité C du condensateur ?
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