Flashcard: Dipôle RC et condensateurs — 48 carte

Qu'est-ce qu'un dipôle électrique ?

Un composant électrique avec deux bornes.

Qu'est-ce qu'un conducteur ohmique ?

Un dipôle avec une résistance R en ohms.

Quelle est la formule de la loi d’Ohm pour un conducteur ohmique ?

u_R = R·i.

De quoi est constitué un condensateur ?

Deux surfaces conductrices séparées par un diélectrique.

Comment s'appellent les surfaces conductrices d'un condensateur ?

Les armatures.

Quel est le rôle du diélectrique dans un condensateur ?

Il sépare les armatures et isole.

Qu'est-ce que la charge q d'un condensateur ?

La quantité d'électricité portée par l'armature positive A.

Quelle relation lie l'intensité du courant i(t) et la charge q ?

i(t) est la dérivée de q par rapport au temps.

Comment s'exprime la charge q pour un courant constant I ?

q est égale à I multiplié par t.

Comment définit-on la capacité C d'un condensateur ?

C est le rapport entre I et le coefficient directeur k de u_AB en fonction du temps.

Quelle est la relation entre charge q, capacité C et tension u_AB ?

q est égale à C multiplié par u_AB.

Quelle est l'unité SI de la capacité d'un condensateur ?

Le farad (F).

Qu'est-ce qu'un dipôle RC ?

Une association en série d'un condensateur C et d'un conducteur ohmique R.

Comment se définit un échelon montant ?

Un signal valant 0 pour t<0 et E pour t≥0.

Quelle est l'équation différentielle en tension lors de la charge par un échelon montant ?

RC·du_C/dt + u_C = E.

Quelle est l'équation différentielle de la charge q dans un dipôle RC ?

RC·dq/dt + q = C·E.

Que se passe-t-il à t=0 après fermeture de l'interrupteur dans un dipôle RC ?

La tension passe brutalement de 0 à E.

Que fait le condensateur après la fermeture de l'interrupteur à t=0 ?

Il se charge.

Quelle est la formule de la tension aux bornes du condensateur pendant la charge ?

u_C(t) = E·(1 − e^(−t/τ)).

Qu'est-ce que le régime transitoire dans un circuit RC ?

La phase où la tension u_C varie avant d'atteindre sa valeur finale.

Comment se calcule la constante de temps τ d'un dipôle RC ?

τ = R·C.

Quelle est l'unité de la constante de temps τ ?

La seconde.

Quelle est la valeur de la tension u_C à t = τ pendant la charge ?

u_C(τ) ≈ 0,63E.

Que représente graphiquement la constante de temps τ sur la courbe de charge ?

L'abscisse où la tangente en t=0 coupe l'asymptote u_C=E.

Quelle est la formule du courant de charge i(t) dans un circuit RC ?

i(t) = (E/R)·e^(−t/τ).

Qu'est-ce qu'un échelon descendant en signal ?

Un signal valant E pour t < 0 et 0 pour t ≥ 0.

Quelle est l'équation différentielle en tension lors de la décharge ?

RC·du_C/dt + u_C = 0.

Quelle est l'équation différentielle de la décharge en fonction de la charge q ?

RC·dq/dt + q = 0.

Comment s'exprime la tension aux bornes du condensateur pendant la décharge ?

u_C(t) = E·e^(−t/τ).

Quelle est la valeur de la tension du condensateur à t = τ pendant la décharge ?

u_C(τ) = E·e^−1 ≈ 0,37E.

Quelle est l'expression du courant de décharge i(t) ?

i(t) = −(E/R)·e^(−t/τ).

Que peut faire un condensateur chargé ultérieurement ?

Il peut restituer son énergie électrique.

Quelle est la formule de l'énergie électrique emmagasinée par un condensateur ?

E_e(t) = 1/2·C·u_C²(t).

Comment s'exprime la puissance électrique reçue par un condensateur ?

P_e = u_C·i = C·u_C·du_C/dt.

En quelles unités s'expriment E_e, C et u_C ?

E_e en joules, C en farads, u_C en volts.

Quelle est l'énergie emmagasinée en régime permanent quand u_C = E ?

E_e = 1/2·C·E².

Quelle charge portent les condensateurs en série ?

Ils portent la même charge q.

Comment se combinent les tensions aux bornes des condensateurs en série ?

Les tensions s’additionnent.

Quelle formule relie la capacité équivalente de deux condensateurs en série ?

1/C_e = 1/C_1 + 1/C_2.

Quelle formule générale donne la capacité équivalente de n condensateurs en série ?

1/C_e = Σ(1/C_i) de i=1 à n.

Quel avantage offre l’association en série de condensateurs ?

Elle permet de diminuer la capacité.

Pourquoi utilise-t-on une association en série pour appliquer une grande tension ?

Pour supporter une tension plus grande qu’un seul condensateur ne pourrait.

Quelle tension ont les condensateurs en association parallèle ?

Ils ont la même tension U_AB.

Comment se combinent les charges des condensateurs en parallèle ?

Leurs charges s’additionnent.

Quelle est la formule de la capacité équivalente pour deux condensateurs en parallèle ?

C_e = C_1 + C_2.

Quelle formule donne la capacité équivalente pour n condensateurs en parallèle ?

C_e = ΣC_i, i de 1 à n.

Que permet d’augmenter une association de condensateurs en parallèle ?

Elle permet d’augmenter la capacité.

Quel avantage offre une association en parallèle en termes de charge et tension ?

Elle permet d’obtenir une grande charge sous faible tension.