Afin d’étudier la charge et la décharge d’un condensateur on réalise un circuit comportant en série : un GBF délivrant une tension en créneau ; un conducteur ohmique R dont on fixe la résistance à 2082 W ; un condensateur de capacité C.

1°) Evolution de la tension aux bornes du condensateur

a- Faire le schéma du montage ( le sens positif du courant étant celui de la charge) en indiquant les branchements de la voie 1 d’un oscillographe (ou d’une interface d’acquisition) permettant de visualiser l’évolution de la tension aux bornes du condensateur.  .......Correction ?

b- Déterminer graphiquement (graphe 1) la valeur de la constante de temps t, en supposant que , lorsque la tension aux bornes du condensateur passe de 10% à 90% de sa valeur finale , il s‘écoule une durée tm= 2.2 t. Décrire rapidement une autre méthode permettant de déterminer t.  .......Correction ?

c- Trouver, à l’aide d’une analyse dimensionnelle l’expression de t en fonction de R et C . En déduire la valeur de la capacité du condensateur ( en nF) (R= 2082 W) .......Correction ?

2°) Evolution de l’intensité passant dans le circuit.

a- Refaire le schéma du montage (le sens positif du courant est toujours celui de la charge) en indiquant comment brancher un oscillographe ou une interface d’acquisition permettant de visualiser l’évolution de l’intensité du courant au cours du temps . Que mesure-t-on réellement ?  .......Correction ?

b-Identifier, parmi les graphe 2 et 3, celui qui correspond à l’évolution de i en fonction du temps .Justifier. .......Correction ?

c-Calculer la valeur de i au début de la charge, à la fin de la charge. Montrer qu’à chaque instant i peut s’exprimer sous la forme : i =C.(dUc/dt) . Evaluer l’intensité au temps t = 10 ms en appréciant graphiquement de rapport dUc/dt . .......Correction ?

3°) Oscillations électriques

a- On réalise d’autre mesures en faisant varier la résistance R et la capacité C du condensateur en ne changeant pas les réglages du GBF. Identifier les courbes correspondants à ( R= 9800 W ; C= 0.1 µF) et ( R= 4975 W; C = 2 µF ) parmi les graphes 4 et 5. .......Correction ?

b- On peut considérer le condensateur comme étant le siège d’oscillations de relaxation. Que cela signifie-t-il ? Citer un exemple mécanique analogue. .......Correction ?

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