Quiz: Analyse du circuit RC et détermination du temps caractéristique — 12 perguntas

1. Quel réglage permet d’obtenir une résistance de 800 Ω sur la boîte à décade de résistances ?

A. Appuyer sur le bouton rouge pour remettre la résistance à zéro

B. Choisir une tension de 4,00 V sur le générateur

C. Régler la valeur à 5 μF sur l’échelle des capacités

D. Faire coïncider 800 avec la flèche large de repérage

Answer: (D)

Explicação

Pour obtenir 800 Ω, il faut aligner le nombre 800 avec la flèche large indiquant la résistance variable. Le bouton rouge sert à la décharge du condensateur, pas au réglage de R.

2. À quoi sert le bouton rouge de la boîte à décade de capacités ?

A. À décharger le condensateur avant une nouvelle mesure

B. À régler la tension du générateur à 4,00 V

C. À sélectionner la résistance de 800 Ω

D. À mesurer directement la tension du condensateur

Answer: (A)

Explicação

Le bouton rouge permet de décharger le condensateur afin de repartir d’un état initial sans charge résiduelle. Il ne sert ni à mesurer la tension ni à régler les autres composants.

3. Dans le montage du circuit RC, quel élément est utilisé pour déclencher la charge après la décharge initiale ?

A. L’interrupteur K

B. La boîte à décade de capacités

C. La voie directe de la console EXAO

D. Le multimètre en calibre 20 V

Answer: (A)

Explicação

L’interrupteur K sert à ouvrir ou fermer le circuit pour lancer la charge après la phase de décharge. Les autres éléments ont d’autres rôles dans le protocole.

4. Quelle connexion doit être réalisée pour mesurer la tension uc aux bornes du condensateur ?

A. Brancher la voie 1 de la console EXAO sur le condensateur

B. Connecter le multimètre directement en série avec K

C. Brancher le bouton rouge sur la voie de mesure

D. Relier la boîte à décade de résistances au générateur

Answer: (A)

Explicação

La voie 1, la plus à gauche, doit être reliée aux bornes du condensateur pour mesurer uc. Le multimètre sert seulement au contrôle du réglage de tension.

5. Quelle est la séquence correcte avant de lancer l’acquisition de la charge ?

A. Interrupteur fermé, générateur allumé, puis décharge du condensateur

B. Décharge, puis ouverture du circuit après le début de l’acquisition

C. Générateur allumé, interrupteur ouvert, puis réglage de la voie de mesure

D. Générateur éteint, interrupteur ouvert, décharge, puis allumage du générateur et fermeture de l’interrupteur

Answer: (D)

Explicação

Le protocole impose de commencer avec le générateur éteint et l’interrupteur ouvert, puis de décharger le condensateur avant la charge. Ensuite seulement on allume le générateur et on ferme l’interrupteur pour déclencher l’acquisition.

6. Quels réglages de la voie de mesure sont utilisés pour enregistrer uc(t) ?

A. Grandeur I, unité A, limites de 0 A à 5 A

B. Grandeur R, unité Ω, limites de 0 à 800 Ω

C. Grandeur uc, unité V, limites de 0 V à +5 V

D. Grandeur t, unité s, limites de 0 à 25 ms

Answer: (C)

Explicação

La voie 1 est paramétrée pour mesurer la tension uc en volts, avec une plage de 0 V à +5 V. Les autres propositions correspondent à d’autres grandeurs ou à de mauvais réglages.

7. Comment le temps caractéristique théorique du dipôle RC est-il calculé ?

A. Par l’inverse de la capacité seule

B. Par la différence entre la tension finale et la tension initiale

C. Par le produit de la résistance et de la capacité

D. Par le rapport de la tension maximale à la résistance

Answer: (C)

Explicação

Le temps caractéristique vérifie τ = R × C. Avec R = 800 Ω et C = 5 μF, on obtient 4 ms.

8. Dans la méthode graphique avec tangente à l’origine et asymptote, que représente l’abscisse du point d’intersection ?

A. Le niveau de synchronisation du logiciel

B. La valeur de la résistance du circuit

C. La tension maximale du condensateur

D. Le temps caractéristique expérimental

Answer: (D)

Explicação

L’intersection de la tangente à l’origine avec l’asymptote donne l’abscisse correspondant à τ. Ce n’est pas la valeur de la tension finale elle-même.

9. Que caractérise la méthode des 5τ dans l’étude de la charge du condensateur ?

A. Le point où la résistance devient nulle

B. Le moment où la tension vaut exactement la moitié de sa valeur finale

C. Le moment où le palier devient quasi horizontal

D. Le premier instant où la tension atteint 0 V

Answer: (C)

Explicação

La méthode des 5τ repose sur l’idée qu’après 5τ le condensateur est presque au régime stationnaire, ce qui se traduit par un palier horizontal. Elle ne repose pas sur une valeur comme 50 %.

10. Quel est l’intérêt principal de la modélisation exponentielle de uc(t) ?

A. Elle donne directement la valeur de R sans calcul

B. Elle impose une tension de générateur supérieure à 5 V

C. Elle permet d’extraire rapidement et précisément τ

D. Elle remplace la nécessité de mesurer la capacité C

Answer: (C)

Explicação

L’ajustement du modèle uc = E × (1 − e^{-t/τ}) fournit directement la valeur de τ et est présenté comme la méthode la plus rapide et précise. Il ne dispense pas de la mesure du circuit.

11. Que se passe-t-il lorsque la résistance R diminue dans un circuit RC ?

A. La tension du générateur dépasse la limite de la console

B. Le temps caractéristique augmente et la charge devient plus lente

C. La capacité du condensateur augmente automatiquement

D. Le temps caractéristique diminue et le régime stationnaire est atteint plus vite

Answer: (D)

Explicação

R et τ sont proportionnels : si R diminue, τ diminue aussi et la charge est plus rapide. Cela conduit à l’atteinte du régime stationnaire en moins de temps.

12. Que constate-t-on lorsque la capacité C augmente à résistance fixée ?

A. La résistance devient proportionnelle à C

B. La tension mesurée reste toujours nulle

C. Le temps caractéristique augmente

D. Le temps caractéristique diminue

Answer: (C)

Explicação

C et τ sont proportionnels, donc une augmentation de C entraîne une augmentation de τ. La charge vers le régime stationnaire est alors plus lente.