I- Charge d’un condensateur par un échelon de tension.

1)- But :

2)- Échelon de tension

-  Un échelon de tension E est le passage instantané d'une tension de valeur nulle à une tension de valeur constante E.

-  Représentation :

3)- Montage :

réaliser le montage suivant :  Attention aux polarités.

-  Prendre un conducteur ohmique de résistance R = 1,0 kΩ et un condensateur de capacité C = 1000 μF

-  Vérifier la valeur de la résistance R à l’ohmmètre.

Réglages : régler la tension aux bornes du générateur de tension : U = E  ≈  4,00 V.

-  Décharger le condensateur en reliant les bornes A et B par un fil, l’interrupteur K étant en position 0.

4)- Le Logiciel CASSY Lab.

a)-     Ouverture du logiciel et paramétrages :

-  Dans le menu démarrer, cliquer sur l’icône CASSY Lab. 

-  Dans la fenêtre paramétrages, cliquer sur la partie correspondant à INPUT A, pour l’activer. 

-   Cliquer sur paramètres de mesure, et entrer les valeurs suivantes :

-  Fermer toutes les fenêtres.

b)-    Acquisitions :

-  Cliquer sur l’icône chronomètre de la barre des tâches et fermer l’interrupteur.

5)- Exploitation des mesures.

a)-     Changement des échelles pour une meilleure exploitation du graphe.

-   Clic droit sur l’axe des ordonnées, et entrer les valeurs suivantes, puis fermer.

b)-    Étude de u_AB = f (t) :

-  Commenter la courbe obtenue. Donner ses caractéristiques.

-  Donner la valeur de la tension U aux bornes du condensateur lorsqu’il est chargé.

-  Faire un clic droit sur le graphe, sélectionner :

Placer une marque et Ligne horizontale.

-  Pour afficher les coordonnées, faire un clic droit sur le graphique, puis sélectionner Afficher les coordonnées.

-  Déterminer la durée nécessaire τ₁ pour que : u_AB  = 0,63 U.

-  Sur la courbe, tracer la tangente au point d’abscisse 0.

-  Déterminer l’abscisse τ₂  de son point d’intersection avec l’asymptote horizontale.

-  Pour ce faire, clic droit sur le graphe, sélectionner ZOOM et agrandir le début du graphe.

-  Clic droit  sur le graphe, sélectionner fonction de modélisation, puis droite de régression.

-  Faire un clic gauche à l’origine de la courbe, déplacer la souris sur la courbe afin de faire apparaître un petit segment bleu.

-  Puis faire un clic gauche.

-  Comparer τ₁ et τ₂ au produit R.C. Conclure.

-  Vous pouvez sauvegarder le fichier de mesures pour une étude ultérieure.

-  Supprimer les mesures et les exploitations.

II- Décharge d’un condensateur.

1)- Montage : On utilise le même que précédemment.

--  Réglages : régler la tension aux bornes du générateur de tension : U = E  ≈  4,00 V.

2)- Mesures.

-  Dans un premier temps, on charge le condensateur et on change le paramétrage des mesures :

--  Cliquer sur l’icône de la boite à outils, puis sur Paramètres de mesure.

3)- Acquisitions :

--  Cliquer sur l’icône chronomètre de la barre des tâches et basculer l’interrupteur.

4)- Exploitation des mesures.

--  Étude de u_AB = f(t) :  Commenter la courbe obtenue. Donner ses caractéristiques.

--  Donner la valeur de la tension U₀ aux bornes du condensateur au temps t = 0 s.

--  Déterminer la durée nécessaire τ₁ pour que : u_AB  = 0,37 U₀.

-  Sur la courbe, tracer la tangente au point d’abscisse 0. 

-  Déterminer l’abscisse τ₂ de son point d’intersection avec l’axe des abscisses.

-  Comparer τ₁ et τ₂ au produit R.C. Conclure.

III- Étude complémentaire. (Si le temps le permet).

--  À l’aide de CASSY Lab

-  Clic droit sur le graphe, sélectionner fonction de modélisation, choisir fonction exponentielle.

--  Faire un clic gauche sur la courbe et la sélectionner en déplaçant la souris. Puis faire un clic gauche.

-  Comparer lors de la décharge du condensateur la courbe expérimentale à la courbe théorique d’équation :

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