Etude d’un dipˆ ole RC
Objectif : ´etudier un dipˆole RC `a l’aide d’une interface d’acquisition.
1 Le montage
– R´egler avec un voltm`etre la tension du g´en´erateur.
– R´ealiser le montage ´electrique ci-dessous avec les composants suivant : E = 10V ; R = 10kΩ ; C= 1µF;
– Placer l’interrupteur deux positions sur la position 2.
– R´ealiser les branchements avec orphy. Faire v´erifier votre montage.
1. Quelle sont les tensions mesur´ees sur les voies EAD0 etEAD1? 2. Repr´esenter par des fl`eches sur le sch´ema, les tensions mesur´ees.
2 Etude de la charge du condensateur
2.1 Acquisition
1. Basculer doucement l’interrupteur sur la position 1 et envoyer la courbe obtenue vers r´egressi . 2. Comment ´evoluent les tensions uC(t) et uR(t) au cours du temps ?
3. Distinguer les r´egimes transitoires et permanents sur le graphique. Que peut-on dire des tensions pour t = 100 ms ? Conclusion ?
2.2 D´etermination de la constante de temps τ
τ est la dur´ee au bout laquelle le condensateur est charg´e `a 63 % de sa valeur maximale.
1. Dans R´egressi, avec le r´eticule, d´eterminer la valeur exp´erimentale de τ, not´eeτexp, en ms.
2. Calculer τth=R.C avec les donn´ees et l’exprimer en ms.
3. Comparer τth avec τexp. Est-ce coh´erent avec la valeur de 10 % d’incertitude donn´ee par le constructeur sur la valeur de la capacit´e C ?
4. Un condensateur a le temps de se charger compl`etement si la dur´ee de charge ∆test telle que :
∆t >5τ. Le condensateur est-il totalement charg´e ici au bout de 100 ms ? 1
5. Mod´eliser la courbeuC(t) et d´eterminer la valeur de τexp (intersection de la tangente `a l’origine et de l’asymptote) : v´erifier que la valeur trouv´ee est voisine de celle du 1.
6. Imprimer la courbe.
2.3 Influence de R et de C sur τ 2.3.1 Influence de R :
R´ealiser deux autres acquisitions pour des valeurs de R ´egales `a 5kΩ (2 r´esistances de 10kΩ en parall`ele) et 20kΩ (2 r´esistances de 10kΩ en s´erie).
R (kΩ) 5 10 20 τexp (ms)
τth (ms)
1. Avec le R´eticule, d´eterminer la valeur exp´erimentaleτexp, en ms. Compl´eter le tableau.
2. Que peut-on dire de l’influence de R sur la dur´ee de charge du condensateur ? 2.3.2 Influence de C :
Faire une premi`ere acquisition avec C = 2,0µF etR= 10kΩ.
Faire une autre acquisition pour la capacit´e 5,0µF.
C (µF) 1,0 2,0 5,0 τexp (ms)
τth (ms) 1. Compl´eter le tableau ci-contre.
2. Que peut-on dire de l’influence de la capacit´e C sur la dur´ee de charge du condensateur ?
3 Etude de la d´ echarge du condensateur
3.1 Acquisition
Lors de la d´echarge il faut modifier les param`etres d’Orphy pour que le d´eclenchement s’effectue lorsque uC d´ecroˆıt pour un seuil de 8V.
Reprendre :R= 10kΩ ;C = 1µF. Faire une acquisition de la d´echarge en basculant l’inverseur de 1 vers 2. Envoyer la courbe sur r´egressi.
3.2 Constante de temps τ
1. D´eterminer la constante de tempsτexp de d´echarge (charge `a 37 %) et comparer avec celle de la charge. V´erifier la valeur deτexp en tra¸cant la tangente. Imprimer la courbe.
2. Le condensateur est-il totalement d´echarg´e ? Pourquoi ?
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