Série n°1 Condensateurs et Dipôles RC Exercice n°1 1) On charge, sous la tension U = 100 V, un condensateur de capacité C = 60 μF En régime permanent
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Corrigé de l'exercice 2 Repérer la charge et la décharge d'un condensateur : détermination de la capacité 1 a et b D'après la loi d'Ohm en convention récepteur
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CORRECTION Q1 : Schéma du montage : + + K2 E R1 R2 Vcc C v1 v2 2 kΩ 20 kΩ 10 nF 2 V 5 V A B D Le condensateur C est chargé sous une
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4- La tension de claquage du condensateur est uCmax =50 V a- Calculer la durée maximale de la charge du condensateur b- Déduire l'énergie électrique
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2) Lorsqu'on bascule l'interrupteur en position 1 (charge du condensateur), la tension aux bornes du condensateur augmente 3) La tension mesurée sur l' entrée
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Montage pour le relevé de la courbe de charge d'un condensateur La d d p uC aux bornes du condensateur est relevée à intervalles de temps réguliers La
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a Cette courbe concerne la charge du condensateur puisque initialement uC(t) = 0 ce qui signifie que le condensateur n'est pas chargé initialement b
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Série n°1 Condensateurs et Dipôles RC Exercice n°1 1) On charge, sous la tension U = 100 V, un condensateur de capacité C = 60 μF En régime permanent
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Corrigé des exercices du Chapitre I-5 "Les condensateurs" Corrigé des ① ☑ isolant car les charges doivent s'accumuler sur les armatures ② ☑ -10µC (pas
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justifiant si le condensateur était chargé ou non à l'instant 0 t = ➌Montrer que l' expression de la tension entre les bornes du condensateur s'écrit sous la forme
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Prof MR Hedfi Khemais série n°1 : Condensateurs et dipôles RC 4éme M-Sc -T 10/2011 Mr Hedfi Khemais Page 1 sur 4 Série n°1 Condensateurs et Dipôles RC Exercice n°1 1) ŃOM M P 100 ŃMP ŃMMŃP F 60 B permanent MMP ŃMP P te alors une charge Q0 positive. Ń M ŃOM ŃP MP MMP P Ń ŃMPB -t-elle un défaut Ń ŃP ? a) Déterminer la valeur de Q0. b) FMŃ MM M ŃMPB 2) A PMP ŃOP Ń P MMP Ń ŃMP M ŃOM M N P PMŃ 100 B a) PMN MP P P M P AB au bornes du condensateur durant le régime transitoire. b) vérifier que la solution de cette équation est uAB(t) = U.e-t/RC. c) P M M ŃN PMP M MMP uAB au cours du temps Exercice n°2 M PM P M MP M MP P M BBB 10 ŃMP ŃMMŃP F 2D P P PMŃ 10 B 1) On charge le condensateur en basculant le commutateur K sur la position 1. a) Dessiner le circuit électrique équivalent. b) PMP M M PMN MP P M M tension uAB aux bornes du condensateur. c) Evaluer uAB lorsque le condensateur est complètement chargé. d) G M M ŃPPMP Ecm emmagasinée par le condensateur ainsi chargé. Au bout de combien de temps cette énergie est-elle atteinte ? 2) le condensateur étant chargé, on bascule le commutateur K sur la position 2. a) Dessiner le circuit électrique équivalent. b) PMP M M PMN MP P M M P uAB aux bornes du condensateur. c) Chercher la relation entre la durée de charge et la durée de la décharge du condensateur. d) MM M ŃMP P-elle dissipée ? Exercice n°3 PŃ ŃM M ŃPP M I P ŃMP F capacité C. ce P ŃOM M MP M (G) délivrant une tension continue constante de valeur U = 30 V P Ń M MP : 1) On charge le condensateur (position 1 du commutateur K). a) La charge du condensateur est-elle instantanée ? Justifier la réponse. b) Exprimer la charge maximale du condensateur en fonction de C et U. 2) L ŃPMP P M P 2 ŃMP M lampe I Ń PŃ M ŃMPB PM carte MŃP M M M ŃOM condensateuren fonction du temps ; on obtient la graphe suivant : a) Compléter le schéma du circuit en ajoutant les connections de la carte MŃP (masse et voie) permettant de visualiser q(t). b) Indiquer le sens du courant choisi. c) La décharge du condensateur est-elle instantanée ? Expliquer. d) Déterminer graphiquement la constante de temps correspondant à la décharge par recours à la méthode de la tangente. Prof : Mr Hedfi Khemais Série n°1 : Condensateurs et dipôles RC 4éme M -Sc -T
Prof MR Hedfi Khemais série n°1 : Condensateurs et dipôles RC 4éme M-Sc -T 10/2011 Mr Hedfi Khemais Page 2 sur 4 Série n°1 Condensateurs et Dipôles RC e) Déterminer la valeur de la capacité C du condensateur. f) On assimile la lampe après son amorçage à un conducteur ohmique de résistance r supposée constante. Déterminer la valeur de r. Exercice n°4 On alimente un dipôle RC série par un générateur de f.é.m. E. et de résistance interne négligeable devant R. (voir figure ci-contre) : Montrer que la tension uC aux bornes du condensateur est régie par MP P Ń-contre. Vérifier que : ucP Ą -P est une P MP P ŃP P M M ŃOP ŃŃPP B MŃOMP P 0 M : uc 0 Ń cP MMP P M MB On donne : E = 4,5 V ; 1 P F 2D0 B Exercice n°5 On considère le circuit ci-contre formé par un résistor de PMŃ 2D FMP ŃMMŃP F PMP ŃOM P MP de tension idéal (G). On relie la masse ŃŃ M P M M P B On obtient ŃM P Ń-contre : balayage horizontale : 10 ms/div. I M ŃŃ P MP : sensibilité verticale voie X : 2V/div. a) Identifier M P M ŃM ŃŃB b) Pourquoi la tension représentée sur le graphe ne part-elle pas de la barre OPM ŃM ? c) Déterminer la valeur de la tension U délivrée par le générateur. On a rappelle que lM ŃPMP P ŃŃP F P M au bout de laquelle le condensateur, initialement, déchargé atteint 63% de sa charge maximale. P FB PMP MOB Déduire la valeur de la capacité C. Exercice n°6 M MP P M P P ŃMP on réalise le montage représenté par le figure ci-contre : M ŃŃ P M ŃOM ŃMP de capacité C à travers le résistor de résistance R1 20 M ŃOM PM le résistor de résistance R2 on obtient le digramme suivant : 1) a) Expliquer comment doit-on procéder pour obtenir ŃM précédent. b) Donner la valeur de la f.é.m. du générateur de tension. c) Déterminer la valeur de C et de R2. 2) a) uC(t) présente-t-elle une discontinuité en passant de la charge à la décharge ? b) en est- PP ŃMP P qui parcourt le circuit ?
Prof MR Hedfi Khemais série n°1 : Condensateurs et dipôles RC 4éme M-Sc -T 10/2011 Mr Hedfi Khemais Page 3 sur 4 Série n°1 Condensateurs et Dipôles RC Exercice 7 : devoir de contrôle n°1 Dans une séance d PMM MP M Ń P P M ŃMMŃP F ŃMPB H ŃP M ŃPP montage qui permet de charger à courant constant le condensateur et de le décharger, ce qui permet de mesurer la tension aux bornes du condensateur pendant des durées de charge déterminées. 1) I MP Ń PMP P Ń M PMNM suivant : G M MP ntensité I du courant qui traverse le condensateur à sa charge q à un instant t donnée. IPP ŃMP NP M MP P I = 20. Compléter le tableau 1. MP PMP PMŃ M ŃN MO 1 a) GP MP M ŃNB b) Quelle grandeur caractérisant le condensateur représente la pente de la courbe. Tableau 1 c) Déduire la valeur de la capacité C du condensateur. 2) Le constructeur fourni pour ce condensateur la courbe du graphe n°2 . a) PMN MP que de cette courbe n°2. b) Vérifier si la capacité du condensateur trouvée par les élèves est en accord avec celle donnée par le constructeur. 3) On soumet un dipôle RC formé par un condensateur de capacité C et un conducteur ohmique de PMŃ 1 ŃO PB La variation de la tension aux bornes du condensateur est donnée par la courbe du graphe n°4 de M a) En ÓPMP M M ŃPŃP ŃM MO 3 M P a1B IM M M P ŃOB a2. La valeur de la constante de temps. b) Vérifier si la valeur de la capacité C du condensateur est en accord avec celle trouvée par les élèves dans la question (1. c.) Annexe Exercice 8 : devoir de contrôle n°1 Un condensateur de capacité C=2000.10-6 F, initialement déchargé est inséré dans le montage électrique de la figure 1 en annexe. On désigne respectivement par uC(t) et uR(t), la tension aux bornes du condensateur et la tension aux bornes du résistor de résistance R. Le générateur de tension étant idéal, sa f.é.m. est E= 5 V. 1) G M P ŃMPB t(s) 20 40 60 80 100 UC(V) 4 8 12 16 20 2000 UC(V) 4 8 12 16 20
Prof MR Hedfi Khemais série n°1 : Condensateurs et dipôles RC 4éme M-Sc -T 10/2011 Mr Hedfi Khemais Page 4 sur 4 Série n°1 Condensateurs et Dipôles RC 2) a. Quelle tension uC(t) ou uR(t) doit- M M ŃŃ P les variations de la charge du condensateur aux cours du temps. Justifier. b. H M 1 M Ń M MŃ ŃŃ ur visualiser la tension aux bornes du condensateur sur sa voie Y1 et la tension aux bornes du générateur sur sa voie Y2. 3) IPP P MNM PMP P = 0. MP PMP P = t1 la charge électrique q(t) du condensateur prend une valeur constante. ŃPMP PMP ŃŃP M 1 M P M M MN a. La tension uC(t1) aux bornes du condensateur. b. La charge du condensateur q(t1). Justifier. c. La charge qA(t1) et la charge qB(t1) respectivement des armatures A et B du condensateur. d. IPP ŃMP ŃP P1). Justifier. 4) PMN MP P M q(t) au cours de la charge du condensateur. 5) IM P MP P est : q(t) = 10-2(1 - e-t/2) aB M M ŃPMP P M PB b. Déterminer la valeur de R. cB P M M 2 M M M ŃN = f(t). dB FMŃ MM M ŃMP PMP P = B On donne : (1- e-1 )= 0,63 6) En justMP P M M 3 M M M ŃN =f (t), si on ŃOM ŃMP M MP ŃMP M NPMP ŃMP ŃP PP H0. Annexe figure 1
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