|
TP Physique N°07 Bis |
Comparaison de deux condensateurs. Enoncé. |
|
|
|
|
Programme 2012 : Physique et Chimie Programme 2020 : Physique et Chimie |
|
Matériel :
|
Un générateur de tension de basse fréquence :
Matelco. Un oscilloscope bicourbe. Un conducteur ohmique de résistance 1,5 kW ou (1,0 kW + 500 W) Un condensateur de capacité de 220 nF. Un condensateur de capacité 1
μF. Des fils de connexion. |
Comparaison de deux condensateurs
I- But de la manipulation :
- Étudier le comportement d'un circuit RC série en utilisant au mieux un générateur de tension de basses fréquences et un oscilloscope.
- Comparer les capacités de deux condensateurs.
Ce sujet est accompagné d'une
feuille de réponse individuelle sur laquelle vous devez consigner vos résultats.
II- Travail à effectuer
1)- Utilisation de l'oscilloscope pour régler la tension délivrée par le générateur :
- Brancher la sortie du générateur de basse fréquence sur la voie A de l'oscilloscope.
- Régler le générateur pour qu'il produise une tension en créneaux, d'une fréquence f = 200 Hz, telle que Umax – Umin = 3,0 V.
|
|
Umax – Umin = 3,0 V |
2)- Réalisation du montage et réglages de l'oscilloscope :
- Compléter, sur la feuille de réponses individuelle, le schéma du montage en y ajoutant les branchements d'un oscilloscope qui permettra de visualiser :
- Sur la voie A, la tension u (t), délivrée par le générateur de tension.
- Sur la voie B, la tension u C (t) aux bornes du condensateur.
- Réaliser le montage du circuit, ainsi complété, sans modifier les réglages du générateur.
- On choisira pour R la valeur 1,5 k Ω ou ( 1,0 k Ω + 500 Ω ) et pour C la valeur 220 nF.
- Agir sur les réglages de sensibilité des voies A et B ainsi que sur la rapidité du balayage pour obtenir deux oscillogrammes montrant les deux tensions mesurées sur une à deux périodes.
3)- Exploitation des oscillogrammes :
- Mesurer, sur l'écran de l'oscilloscope, de la manière la plus précise possible,
- le temps θ que met le condensateur pour passer de l'état où la tension uC à ses bornes est minimale, à l'état où cette tension devient maximale.
- On admet généralement que θ est compris entre 3 τ et 5 τ, (τ = RC est la constante de temps du circuit).
- Vérifier qu'il en est bien ainsi dans l'expérience que vous venez de réaliser.
- Montrer expérimentalement que cette mesure de θ n'est plus possible si la fréquence du signal devient trop grande.
4)- Exploitation des oscillogrammes :
- Sur votre table se trouve un condensateur dont la capacité C' est inconnue.
- Utiliser les résultats des mesures de la question 3 et réaliser une expérience qui permette, par une mesure,
- de déterminer si la capacité C' est plus grande ou plus petite que C.
|
Fiche réponse : Comparaison de deux condensateurs |
|
|
1)- Manipulation et réglages. 2)- Compléter, sur la feuille de réponses individuelle, le schéma du montage en y ajoutant les branchements d'un oscilloscope qui permettra de visualiser
3)- Exploitation des oscillogrammes
a)- Mesure de
θ
: - Indiquer le réglage de la base de temps choisi pour cette mesure : - Nombre de divisions lues sur l'écran pour
θ
: - Valeur de
θ
obtenue :
b)- Comparaison de
θ et
τ
:
c)- Ordre de grandeur de
la fréquence f à partir de laquelle il n'est plus possible de mesurer
θ
: - Quelle mesure avez-vous faite ? - à quelle fréquence avez-vous travaillé ? 4)-
Avec le
condensateur C’
- Indiquer le réglage
de la base de temps choisi pour cette mesure : -
Nombre
de divisions lues sur l'écran pour
θ' : - Valeur de
θ' obtenue
: - à
quelle fréquence avez-vous travaillé ? - Quels sont
vos résultats d'expériences et quelle est votre conclusion ?
|
|
