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

1ère STI nom : nom du binôme :
Page 1 sur 4 auteur : F.FRESNEL
T
T. .P P. .: : E ET TU UD DE E D D' 'U UN N C CO ON ND DE EN NS SA AT TE EU UR R
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.
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
t
uc
ˆ. Créer une nouvelle variable (calculée) a =
t
uc
ˆ dans le tableur.
6. Tracer la courbe i = f(a) à partir des données du tableau et en déduire C du condensateur.
A
V
uC

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C = ………………
7. Exprimer la relation entre i, a et C puis entre i, C et
t
uc
ˆ
i = ……………………. i = ………………………….
2. CHARGE ET DECHARGE SOUS TENSION CONSTANTE
MONTAGE
Réaliser le montage suivant :
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 c τ du circuit de la manière suivante :
R
= 1 k
Ω
GBF f = 1 kHz C = 1 µF
e
(
t
)
u
c
(
t
)

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(µs)
t
0 100 200 300 400 500
uc
0
1
2
3
4
E
En traçant la tangente à l'origine de cette courbe, déterminer la constante de temps c τ ( c τ :
intersection de la tangente avec la tension du générateur).
DECHARGE DU CONDENSATEUR
 Pour déterminer graphiquement la constante de temps d
τdu 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 d τ
(µs)
t
0 100 200 300 400 500
uc
0
1
2
3
4
5
E
tangente en 0
de
u
c
(
t
)
c
τ
u
c
(
t
)
tension du
générateur
E
CHARGE DU CONDENSATEUR
tension du
générateur
E
d
τ
tangente en 0
de
u
c
(
t
)
u
c
(
t
)
DECHARGE DU
CONDENSATEUR

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c
τ = …………………………. d τ= ………………………….
 c τ = d τ = R.C. Déterminer la valeur de la capacité C du condensateur pour la charge et la
décharge du condensateur. Dans le cas où c τ est différent de d τ, 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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