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Lycée Hoche – BCSPT1A – A. Guillerand
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TP P8 : Signaux – Visualisation à l’oscilloscope de la charge et de la décharge d’un condensateur
On souhaite visualiser à l’oscilloscope une succession de charges et de décharges
complète (à
) d’un condensateur dans un circuit
série.
La résistance du conducteur ohmique sera réglée à
et la capacité du
condensateur à
. Pour des raisons de fragilité du condensateur la tension de
charge ne devra pas dépasser
.
Choisir la valeur de . En déduire la valeur moyenne du signal afin que le
condensateur se charge à la valeur de
puis se décharge à une valeur nulle, et
l’amplitude. Représenter sur un graphe l’allure du signal délivré par le GBF.
Remarque : pour pouvoir négliger la résistance interne du générateur utilisé (de
en général), on fera toujours en sorte que la résistance dans le circuit soit largement
plus grande).
1. Réglage du générateur basse fréquence (GBF)
L’association série
sera associé à un GBF permettant de manière périodique de
charger et décharger le condensateur à la valeur (que vous choisirez, tant qu’elle ne
dépasse pas la valeur limite autorisée pour le condensateur).
Il faut maintenant choisir la période du signal, afin que le condensateur ait le temps de
se charger complètement (au moins à
) et ensuite de se décharger complètement.
Pour cela calculer la constante de temps du circuit et en déduire une valeur de période
puis de fréquence de la tension délivrée par le GBF permettant ces cycles de charges et
décharges à
.
Quel type de tension périodique délivrée par le GBF choisir pour obtenir une
succession de charges et de décharges du condensateur ?
Manipulation : Régler le générateur tout en observant la tension délivrée sur
l’oscilloscope.
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2. Visualisation simultanée de la tension aux bornes du condensateur et aux
bornes du générateur
Dessiner l’oscillogramme obtenu en précisant l’échelle et la position du « zéro ».
Représenter le circuit
en série avec le générateur et les branchements de
l’oscilloscope permettant de visualiser la tension aux bornes du générateur et aux
bornes du condensateur.
Modifier l’affichage de l’oscilloscope pour ne visualiser qu’une charge prenant toute la
place de l’écran et mesurer la constante de temps du circuit de manière précise (en
utilisant les curseurs). Expliquer comment vous mesurez , donner sa valeur et la
comparer à la valeur attendue.
Manipulation : Construire le circuit et régler l’affichage de l’oscilloscope de manière
à voir une succession de charge et de décharge.
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3. Visualisation simultanée de la tension aux bornes du condensateur et aux
bornes du générateur
Dessiner l’oscillogramme obtenu en précisant l’échelle et la position du « zéro ».
Un oscilloscope ne visualise que des tensions, si l’on souhaite avoir une information
sur l’intensité traversant le condensateur, il faut visualiser à l’oscilloscope la tension
aux bornes du conducteur ohmique (en convention récepteur), puisque
.
Ainsi en visualisant
on visualise
) un facteur multiplicatif près.
Représenter le circuit et les branchements de l’oscilloscope permettant de visualiser la
tension aux bornes du GBF et celle aux bornes du conducteur ohmique.
Remarque : vous devez clairement voir le phénomène de non continuité de l’intensité
au début de chaque charge et de chaque décharge.
Manipulation : Construire le circuit et régler l’affichage de l’oscilloscope de manière
à voir l’évolution de
pendant la charge et la décharge du condensateur (n’oubliezpas que lors de la décharge l’intensité est négative).
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