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TP _ CHARGE ET DECHARGE D'UN CONDENSATEUR

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TP _ CHARGE ET DECHARGE D'UN CONDENSATEUR Powered By Docstoc
					TP : CHARGE D’UN CONDENSATEUR
  1. Objectifs
  Réaliser un circuit électrique d’après un schéma.
  Visualiser la tension aux bornes du condensateur en fonction du temps.
  Étudier les paramètres influençant la charge ou la décharge du condensateur.
  Modéliser la courbe UC=f(t).
  Evolution temporelle du courant.
  Energie électrostatique emmagasinée par un condensateur.

  2. Influence de C sur le temps de charge d’un condensateur
Montage
  Réaliser le circuit suivant :

                                             La tension de 5V est prise au niveau de la
                                             centrale d’acquisition.
                                             Sur l’entrée analogique EA0, on mesure la
                                             tension aux bornes de l’alimentation.
                                             Sur l’entrée EA1, on mesure la tension aux
                                             bornes du condensateur.



Réglages du logiciel Latis pro




                             Cliquer sur les pavés EA0 et EA1 pour sélectionner les entrées
                             analogiques.




                             Régler la durée totale d’acquisition à 500 ms.




                             Paramètres de déclenchement au cours de la charge du
                             condensateur.



                                                                              Eric HOWILLER
  Pour enregistrer une charge : placer l’interrupteur en position I2, lancer l’acquisition à

  l’aide de ce bouton       (ou touche F10) basculer l’interrupteur en position I1. Si
  l’acquisition ne s’est pas déclenchée, appuyer sur la
  touche Échappe de votre clavier et refaites un essai sans
  oublier de rebasculer l’interrupteur.
  Pour agrandir le graphe, faire un clic droit dans la fenêtre
  du graphe et choisir Calibrage.
  Pour étudier l’influence de la valeur de la capacité sur le
  temps de charge du condensateur, il faut cliquer dans les
  paramètres d’acquisition sur Ajouter les courbes.
  Remplacer le condensateur par un autre de capacité
  C2=22µF et refaites une acquisition. Recommencer avec
  un troisième condensateur de capacité C3=47µF.
  Si vous souhaitez supprimer une courbe, voilà la procédure :

                                       Cliquer sur l’icône
                                       Liste des courbes
                                       Sélectionner la courbe avec un clic gauche de la souris
                                       et appuyer sur la touche Suppr du clavier.
                                       Un double clic sur la courbe permet de renommer
                                       l’ordonnée (ici Uc1 au lieu de EA1{1}) ou l’abscisse
                                       ou de changer l’aspect de la courbe (points, segments,
                                       couleur,…)


Exploitation
  Commentez l’allure des courbes. La charge du condensateur est-elle instantanée ?
  Quelle est l’influence de C sur le temps de charge ?




                                                                              Eric HOWILLER
    Modéliser les courbes de charge.
                              Menu Traitements puis Modélisation.
                             Faire apparaître la liste des courbes, sélectionner Uc1, clic
                             gauche maintenu enfoncé et déplacer la courbe dans la case
                             Courbe à modéliser
                             Avant de choisir le modèle, sélectionner le début et la fin de la
                             partie de la courbe à modéliser (la partie avant le déclenchement
ne nous intéresse pas). Choisir le modèle Exponentielle et cliquer plusieurs fois sur
Optimiser le modèle. Noter la valeur de tau, appelée constante de temps.




Modéliser les courbes Uc2 et Uc3 et noter les valeurs de  correspondantes.

   3. Influence de R sur le temps de charge d’un condensateur

                                                                         Ouvrir un nouveau
                                                                         fichier, reprendre les
                                                                         mêmes paramètres et
                                                                         modifier la valeur de
                                                                         la résistance en
                                                                         gardant le même
                                                                         condensateur.
                                                                         On prendra C1=10µF
                                                                         et R1=10k,
                                                                         remplacé ensuite par
                                                                         R2=20k puis
                                                                         R3=38k.
                                                                         Reprendre la même
                                                                         étude qu’à la
                                                                         question2.




                                                                              Eric HOWILLER
Vérifier que la constante de temps  correspond au produit R  C .

   4. Evolution temporelle du courant lors de la charge.
Dans la fenêtre du graphe, faire un clic droit et choisir Retirer toutes les courbes.

Cliquer sur l’icône Tableur       . Faire apparaître la liste des courbes et glisser-déplacer la
courbe Uc1 dans la première colonne du tableur.
Dans la liste des courbes, rebaptiser EA{0} en U et glisser déplacer la courbe dans la
deuxième colonne.
Dans la fenêtre du tableur, choisir le menu Variable puis Nouvelle. Une nouvelle fenêtre
apparaît. Donner comme Nom de l’ordonnée Ur en volt et Nom de l’abscisse t en
seconde .




Sélectionner la colonne de Ur et écrire dans la case fx =U-Uc1 et valider.
Créer de la même façon le courant i avec la formule =Ur/10e3.
Pour représenter i en fonction du temps, glisser à partir de la liste des courbes la courbe i dans
la fenêtre graphique. Oh surprise, l’abscisse n’est pas le temps.
Rouvrir le tableur et faire un double clic sur la colonne de i ; dans la colonne suivante apparaît
l’abscisse de i, t(de i), mais ce ne sont pas les bonnes valeurs. Faire un double-clic sur Uc1
pour faire apparaître t(de Uc1).
Copier la colonne puis la coller dans t (de i). Clic droit dans la fenêtre graphique puis
Calibrage et le tour est joué !
Comment varie i(t) au cours de la charge ?
Quelle est la valeur de i à t = 0 ? Cette valeur était-elle prévisible ?
Quelle est la valeur de i en fin de charge ? Cette valeur était-elle prévisible ?

   5. Energie emmagasinée par un condensateur.
Créer la grandeur p  Uc1 i en watt. Copier la colonne t(de i) dans la colonne t(de p).
Dans le menu Traitement, choisir Calculs spécifiques puis Intégrale.
Glisser la courbe p depuis la liste puis lancer le Calcul.
Renommer cette intégrale Ec.
Représenter Ec en fonction de Uc1 par un glisser-déplacer des coordonnées sur les axe du
graphe.
Modéliser la courbe par la fonction Parabole.




                                                                                 Eric HOWILLER

				
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