1-condensateur.doc - LegTux

Exercice 1 :
On veut déterminer la capacité C d'un condensateur, pour cela on réalise
sa charge avec un générateur de courant. Ce générateur débite un courant
d'intensité I = 0,5 mA. On réalise la saisie automatique de la
tension UC aux bornes du condensateur en fonction du temps. Le montage
utilisé est schématisé ci-contre. A l'instant t = 0 on ferme l'interrupteur
K.
1- Etablir la relation entre I, C, uC et t.
2- On obtient la courbe uC (t): (voir document ci-contre). A l'aide de la
courbe, déterminer la valeur de la capacité C du condensateur.
3- Afin de ne pas détériorer le condensateur, la durée de charge ne doit
pas dépasser tmax = 2 min.
a- Calculer la tension de claquage du condensateur.
b- Déduire l'énergie électrique maximale emmagasinée par le
condensateur.
Exercice 2 :
Le montage représenté ci-contre permet de charger et de décharger un
condensateur dans une résistance R
1-
a- Pour chacune de ces deux opérations, quelle doit être la position de
l'interrupteur ?
b- Des deux graphes (fig 1 et fig 2) proposés ci-dessous, lequel
correspond à la charge de ce condensateur ? Justifier.
2- Le générateur de courant permet une charge, à intensité constante,
d'un condensateur. La charge dure 40 s et l'intensité du courant a
pour valeur 1?A.
a- Calculer la charge du condensateur à la date 40 s.
b- Quelle est la valeur de l'énergie emmagasinée par le condensateur à
cette date ?
c- Quelle est la capacité du condensateur ?
3- Sachant que ce condensateur est plan et que l'aire des deux surfaces
communes en regard est S=0.1 m2 et que l'épaisseur du diélectrique qui
se trouve entre les deux plaques est e=0,02 mm.
a- déterminer la permittivité électrique absolue ( du diélectrique de ce
condensateur.
b- Déduire la permittivité relative (r du diélectrique. On donne (0 =
8,85.10-12 u.s.i
[pic]
Exercice 3 :
Un condensateur plan est formé par deux feuilles de surface en regard S
= 1 m2, séparées par un isolant de permittivité absolue ? et d'épaisseur
e= 0,1 mm.
1°) On charge le condensateur, à l'aide d'un générateur de courant continu
d'intensité I = 1,8 ?A. On ferme le circuit à l'aide d'un interrupteur à
l'instant pris comme origine du temps ( t=0s ).
a) Représenter le schéma d'un montage qui permet de suivre l'évolution de
la tension aux bornes du condensateur.
b) Déterminer la valeur de la charge q accumulée sur l'armature positive
du condensateur à t=20s.
c) La tension aux bornes du condensateur prend la valeur uc=12 V à
l'instant t=20s. Calculer la capacité C du condensateur.
d) Calculer la permittivité électrique absolue ? de l'isolant.
2°) La valeur de l'énergie électrique maximale qui peut être accumulée par
le condensateur est égale à 3,75.10-3 J.
a) Calculer la tension de claquage du condensateur.
b) la durée maximale de la charge du condensateur. Exercice 4 : On réalise un circuit électrique, comportant en série, un générateur
idéal de courant débitant un courant d'intensité constante I=50µA, un
conducteur ohmique, un interrupteur K, un condensateur de capacité C
inconnue et un voltmètre.
A un instant pris comme origine des dates, on ferme l'interrupteur K et on
suit l'évolution de la tension uc aux bornes du condensateur au cours du
temps, ce qui a permis de tracer la courbe d'évolution de l'énergie
électrique Ec emmagasinée dans le condensateur en fonction du carré du
temps.(figure 3)
1- Représenter le schéma du montage qui permet de suivre l'évolution de
uc au cours du temps. 2- En exploitant le graphe, déterminer la capacité C du condensateur. 3- Le condensateur utilisé est plan de permittivité électrique absolue ?,
l'aire de la surface commune en regard est s=1m2 et l'épaisseur du
diélectrique est e=0,1mm.Calculer la permittivité relative du
condensateur. On donne ?0=8,85.10-12 usi. -----------------------
C uC [pic] Fig 1 Fig 2 10
0
0 1,25 100 Ec(10-2 J) t2(s2) Figure 3