TP n°17 Dynamique du dipôle RC
Objectifs : Étudier la réponse d’un dispositif modélisé par un dipôle RC. Déterminer le temps caractéristique d'un dipôle RC à l’aide d’un microcontrôleur, d’une carte d’acquisition ou d’un oscilloscope.
Capacités expérimentales :
(1) Utiliser un oscilloscope numérique.
(2) Réaliser un montage électrique pour étudier la charge et la décharge d’un condensateur dans un circuit RC.
R
V
O C
I Y1
Y2 5 V
i
u C
R=4,7 kΩ ; C=100 μF.
À l’aide de l’inverseur, on décharge d’abord le condensateur, position CI, puis à t=0, position CO, on réalise la charge du condensateur à travers la résistance R. Vérifier à l’aide d’un voltmètre.
On visualise simultanément, sur la voie Y1, la tension E voisine de 6 V aux bornes du générateur de tension continue, qui est aussi la tension aux bornes du dipôle R-C et sur la voie Y2, la tension uC aux bornes du condensateur.
Utilisation de l’oscilloscope numérique Tektronix.
1) Vérifier expérimentalement que τ=R.C, appelée constante de temps du circuit R-C, est la durée au bout de laquelle la tension aux bornes du condensateur atteint 63% de sa valeur finale ; la tension aux bornes du condensateur en fin de charge est alors égale à la tension aux bornes du générateur.
Déterminer τ à l’aide des curseurs de mesure de temps. Comparer avec la valeur théorique.
2) Après avoir modifié convenablement le montage, procéder de même pour étudier la décharge du condensateur à travers la résistance. Vérifier expérimentalement que τ=R.C est la durée au bout de laquelle la tension aux bornes du condensateur n’est plus égale qu’à 37% de sa valeur initiale ; la tension aux bornes du condensateur en fin de décharge est alors nulle.
3) Retrouver les résultats théoriques en écrivant puis en résolvant l’équation différentielle vérifiée par la tension aux bornes du condensateur dans les deux cas.
: décharge du condensateur.
: charge du condensateur.
Matériel :
R=4,7 kΩ ; C=100 μF.
Inverseurs Cavaliers Platine
Oscilloscope Tektronix + câbles 1 voltmètre et 1 capacimètre Fils
Générateur de tension continue 6V.
