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Saturday, 17 August 2024

Le comportement capacitif d'un condensateur est traduit par la relation de proportionnalité entre la charge électrique accumulée sur ses armatures et la tension entre celles-ci. Le coefficient de proportionnalité est la capacité du condensateur; elle dépend de sa géométrie. I Définition et caractéristiques de la capacité La charge d'un condensateur est proportionnelle à la tension entre ses armatures. Le coefficient de proportionnalité est la capacité C du condensateur, grandeur positive exprimée en farads (F). La capacité d'un condensateur dépend de sa géométrie. Elle est fonction croissante de la surface des armatures et fonction décroissante de la distance entre les armatures. Dans le cas d'un condensateur plan, constitué de deux feuilles métalliques séparées par un matériau isolant, la capacité est proportionnelle à la surface S d'une armature et inversement proportionnelle à la distance e séparant les deux armatures: C = ε S e C en F; ε en F · m − 1; S en m 2; e en m. ε est la permittivité diélectrique de l'isolant; elle dépend de la nature du matériau.

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La capacité du condensateur est d'autant plus grande que la permittivité de l'isolant est grand, que la surface des armatures est grande et que la distance entre les armatures est faible. Pôles du condensateur Au cours de ce TP, nous cherchons à mesurer la capacité C d'un condensateur. Nous effectuerons la mesure de deux façons: par l'étude du régime libre d'un circuit RC, par mesure directe avec un capacimètre. Pour donner un aspect ludique à la manipulation, nous réalisons les mesures sur un condensateur de notre fabrication 2 On se propose de fabriquer un condensateur artisanal. Pour cela, superposer alternativement une feuille d'aluminium (armature) et une feuille de papier (isolant) sur quatres couches: voir fig. 1. Feuilles d'aluminium (armatures conductrice) Feuilles de papier (isolant) Figure 1 – Condensateur « artisanal » Rouler le tout (papier à l'extérieur) pour gagner en compacité. Enrober de scotch pour maintenir l'ensemble. Les condensateurs les plus courants sont réalisés de la même manière 1.

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Doc. 1 Définition de la capacité Un condensateur initialement déchargé est branché à un générateur de courant continu d'intensité constante A. La charge est: |: charge du condensateur (C) |: intensité traversant le condensateur (A) |: durée de charge (s) Durant la charge, on mesure la tension aux bornes du condensateur. (V) (ms) et sont proportionnelles, selon: |: capacité du condensateur (F) |: tension aux bornes du condensateur (V)

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Certaines sont plus précises que d'autres et seront donc à privilégier. Les application du condensateur en électronique sont nombreuses: d'est un composant couramment utilisé dans des objets divers tels que les générateurs de tension, les stimulateurs cardiaques ou les flashs d'appareil photo. Il est donc généralement utilisé pour stocker de l'énergie et la restituer. BIBLIO • Bellier Dunod p. 119 Duffait capes p. 41 Quaranta IV p. 122 Questions 1. Inconvénient d'un pont de Sauty? il faut utiliser des capa étalonnées, un microvolmètre à masse flottante. On ne peut en pratique pas annuler UAB car on a toujours des tensions parasites. Le générateur devrait être parfaitement sinusoïdal. Donc bcp d'imprécision sur cette mesure. 2. Redémontrer la formule C=εεS/e. (cf montage 20 univ) 3. Comment augmenter C? pour un condensateur plan, C=εS/e avec ε=ε0εr. On met donc un diélectrique autre que l'air ou le vide, pour augmenter la valeur de C. Pour les condensateurs de grande capacité, on augmente S (enroulement de feuilles: cf condensateurs papier) 4.

On affiche le résultat de mesure à l'aide du moniteur série dans le menu « Outils ». Le langage de programmation Arduino permet de faire figurer des commentaires qui sont précédés d'une double barre oblique ( slash en anglais): « // ». La ligne à ce moment-là n'est pas exécutée. Pour qu'elle le soit, il faut supprimer les slashs. Sur la première ligne du programme est écrit: // nombre de millisecondes entre chaque mesure long interval =; Cliquez ici pour retrouver le programme Arduino Questions préliminaires (10 minutes conseillées) On souhaite obtenir une courbe pour la charge d'environ points. 1. Calculer l'ordre de grandeur du temps nécessaire à la charge complète du condensateur. 2. Proposer une valeur du nombre de millisecondes entre deux mesures à la place des ms indiquées dans le doc. 5 (⇧). Appel n°1 Appeler le professeur pour lui présenter votre proposition, ou en cas de difficulté. Acquisition des données (15 minutes conseillées) 3. Réaliser le montage présenté dans le doc. 1 (⇧) afin d'étudier la charge du condensateur avec le résistor de résistance connue.

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