Expérimentation
Le schéma ci-contre représente un circuit de charge et décharge de condensateurs.
Les entrées d’un oscilloscope branchées sur le circuit permettent de visualiser :
- Sur la voie 1 : la tension aux bornes du condensateur.
- Sur la voie 2 : l'image du courant à travers le générateur.
- Sur la voie 3 : l'image du courant à travers la résistance `R_2`.
Les expériences suivantes sont réalisées :
-
Pour une tension `U = 15" V"`,
- Commutateur en position 1
- Commutateur en position 2
-
Pour une tension `U = 30" V"`,
- Commutateur en position 1
- Commutateur en position 2
Lors des phases de charge, on observe que la surface sous la courbe de la voie 2 est plus importante pour une tension de 30 V que pour une tension de 15 V.
Exploitation
Si on augmente la tension aux bornes de l'alimentation, l'intensité initiale du courant et la durée pendant laquelle le courant est non nul augmente : la charge stockée par le condensateur augmente avec la tension.
Plus la tension aux bornes du condensateur est élevée, plus il y a de charges sur les armatures, on appelle capacité du condensateur la grandeur notée `C` telle que :
`Q = C cdot U`
- `Q` est la charge portée par l'armature positive
- `U` est la tension aux bornes du condensateur
- `C` est la capacité du condensateur
Sur le schéma du montage, il est possible de modifier la capacité du condensateur pour observer l'évolution de la charge stockée avec cette capacité.
La voie 2 permet de visualiser la tension aux bornes de la résistance `R_1`
soit `R_1 cdot i(t)` ;
puisque `R_1` est connue, il est simple d'en déduire `i(t)`
Après chaque basculement du commutateur en position 1 il faut basculer
en position 2 pour que la charge du condensateur s’annule.
L’intensité du courant à travers la résistance `R_2` est nulle.
Le condensateur se charge à travers la résistance `R_1` ;
la surface sous la trace de la voie 2 est l'image de la
charge accumulée sur les armatures du condensateur.
L’intensité du courant à travers la résistance `R_1` est nulle.
Le condensateur se décharge à travers la résistance `R_2` ;
la surface sous la trace de la voie 3 est l'image de la
charge restituée par le condensateur.
L’intensité du courant à travers la résistance `R_2` est nulle.
Le condensateur se charge à travers la résistance `R_1` ;
la surface sous la trace de la voie 2 est l'image de la
charge accumulée sur les armatures du condensateur.
L’intensité du courant à travers la résistance `R_1` est nulle.
Le condensateur se décharge à travers la résistance `R_2` ;
la surface sous la trace de la voie 3 est l'image de la
charge restituée par le condensateur.
En coulomb, symbole `"C"`
En volt, symbole `"V"`
En farad, symbole `"F"`