TP n°9 :

Charge à courant constant d’un condensateur initialement déchargé

Matériel :

- 1 source de courant - 1 interrupteur inverseur (K₁)

- 2 multimètres - 1 interrupteur simple (K₂)

- 1 chronomètre - 2 condensateurs C₁ = 2200mF et C₂ = 4700mF

Attention : il est interdit de débrancher un condensateur aux bornes duquel la tension est non nulle.

I. Droite de charge et Capacité

1.
K₁ relevé et K₂ fermé, réaliser le montage hors tension pour C = C₂ = 4700mF. Attention, les condensateurs sont polarisés. Appeler le professeur.

K₂ étant toujours fermé, Placer K₁ en position 1 .

Le condensateur est alors déchargé. Pourquoi ?

Régler I₀ = 0,2 mA grâce au potentiomètre.

2. K₂ étant toujours fermé, Placer K₁ en position 2. Ouvrir K₂ et simultanément, déclencher le chronomètre. Relever le temps t pour différentes valeurs de u_c régulièrement espacées et comprises entre 0 et 10V. Lorsque u_c = 10V, fermer K₂ et relever K₁.

3. Tracer la courbe u_c = f(t).

4. Déterminer la pente de la droite u_c = f(t). Comparer la valeur trouvée à .

5. Déduire de la question précédente la relation entre u_c, I₀, C et t.

6. Rappeler la relation entre la quantité de charge q traversant le circuit, I₀ et t. En déduire, pour un condensateur, la relation entre q, C et u_c.

II . Capacité équivalent à deux condensateurs en série

1. Appeler le professeur. Faire vérifier que u_c=0 et ajouter au montage C₁ en série avec C₂. Reprendre les questions 1 à 3 du I.

2. Déterminer la pente de la droite de charge. En déduire la valeur de C_éq pour l’association série.

3. Comparer C_éq à . Conclure.

4. Monter qu’il revient au même d’écrire .

III. Capacité équivalent à deux condensateurs en parallèle

1. Appeler le professeur. Faire vérifier que u_c=0 et placer sur le montage C₁ en parallèle avec C₂.

Reprendre les questions 1 à 3 du I.

2. Déterminer la pente de la droite de charge. En déduire la valeur de C_éq pour l’association parallèle.

3. Comparer C_éq à C₁+C₂.