cours-condensateurs a trous

Franck Fresnel

Description

1ère STI Les condensateursLES CONDENSATEURSDESCRIPTIONUn condensateur est constitué de ….................................. ................................séparées par un ...........................................................................................La construction et la forme du condensateur dépendent de sa technologie et d e sonapplication.Les condensateurs .......................... .......................ou ................................................. ..... (de forte capacité) sontgénéralement .............................................Il existe également des condensateurs de (faible) capacités .....................................+armatures diélectriquepolarisé variablePROPRIÉTÉS DES CONDENSATEURS MONTAGE EXPÉRIMENTAL I2 1 K ouvert K fermé2 2iK ouvert1K2K u1 CK position 11K position 211-71ère STI Les condensateurs CAPACITÉ D'UN CONDENSATEUR I (mA)0,1Q1t(s)5U(V)2,5 Vt(s)5➢ t < 0: K en position 0 et Kfermé puis ouvert. I = ......u et= ...........1 2.t➢ 0 < t < K en position 1 ⇒ i =. ..............11le condensateur reçoit une quantité d'électricité: q = ...............La tension ........................................................ ............. au cours du temps, defaçon analogue à la quantité d'électricité reçue par le condensateuu r =.................Le ........................................................................ .......................................................estune ...

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Extrait

1ère STI

LES CONDENSATEURS

DESCRIPTION

Les condensateurs

Un condensateur est constitué de …..................................................................

séparées par un ...........................................................................................

La construction et la forme du condensateur dépendent de sa technologie et de son

application.

Les condensateurs ................................................. ou ...................................................... (de forte capacité) sont généralement .............................................

Il existe également des condensateurs de (faible) capacités .....................................

1-7

armatures

+ diélectrique polarisé

PROPRIÉTÉS DES CONDENSATEURS

M ONTAGEEXPÉRIMENTAL I 2 1 i K ouvert 1 K K u 2 1 C K position1 1 K position2 1

variable

K ouvert K fermé 2 2

1ère STI C APACITÉD ' UNCONDENSATEUR I (mA) 0,1 Q 1

U(V) 2,5 V

5

t(s)

t(s) 5 ➢ t< 0: K 1 en position 0 et K 2 fermé puis ouvert. . ➢ 0 <t< t K 1 en position 1 ⇒ i =............... 1

Les condensateurs

I= ...... etu= ...........

le condensateur reçoit une quantité d'électricité:q =...............

La tension .....................................................................au cours du temps, de façon analogue à la quantité d'électricité reçue par le condensateuru =.................

Le ...............................................................................................................................est une grandeur constante caractéristique du condensateur appelée, ..................................................... du condensateur:

C=..............=................=......................

q=..................=.......................... q: quantité d'électricité en Coulomb (C) C: capacité d'un condensateur en Farad (F) U: tension en V V , et V : potentiel respectivement au point A et B en V. A B ➢ tt : K 1 ouverti= ................. 1 Lorsque le condensateur ne reçoit plus la charge électrique, la quantité d'électricité accumulée et la tension à ses bornes

2-7

restent ......................................

1ère STILes condensateurs La quantité d'électricité totale reçue par le condensateur est représentée par ...................................................................................................................... Q=..................................................................... 1 La capacité du condensateur vaut: C=...........................................................

3-7

R ELATIONENTRECOURANTETTENSION i(mA)

U (V) 2

t 1

t 1

t 2

t 2

t 3

t 3

t(s)

t(s)

... ➢ 0tt 1 : i=... La tensionuau bornes du condensateur ......................................................au cours du temps. du =.............................................................. dt

➢ t = ..... 1 tt 2 : i . La tensionuaux bornes du condensateur ............................................................ du =......................................................... dt tt ➢ 2 t : i=......... 3 La tensionuau bornes du condensateur ......................................................au cours du temps. du =......................................................... dt

1ère STI

Les condensateurs

De façon générale, un courant ...................................... transporte, pendant ......................................., une quantité d'électricité.......................................... La tension aux bornes du condensateur .................................................................

i=....................................

i C

u

C HARGESPORTÉESPARLESARMATURES

- Dans un condensateur, les ..................................................................(les e) ne ..................................................................................................................................... .................. Pendant un temps t , un courant d'intensitéIentraîne une accumulation des charges. Q=......................... i A Q A +++++ U ------- AB Q=............................................. Q A B SiI= constante alorsQ =jusqu'à la....................................................... ......... tension de .............................................. U AB

E NERGIEÉLECTRIQUESTOCKÉEPARUNCONDENSATEUR

W: énergie (travail) P(mW)

W

t(s)

W = .............orP =.................... ⇒W=........................................................................

avec Q: quantité d'électricité en Coulomb (C) u: tension aux bornes du condensateur (V) C: capacité du condensateur (F) W:énergie en Joules (J)

4-7

Pourt=tP=U.I 1 11 t>tP= 0 1

1ère STI

ASSOCIATIONS DE CONDENSATEURS

Les condensateurs

Le condensateur équivalent à une association série ou parallèle, est tel qu'il accumule la même ....................................................................... lorsqu'il est soumis à la......................................

C ONDENS RSENDÉRIVATION A ATEU A Q=.......................... i Q Q 1 2 C C 2 U 1 C C U=............................ p p U ⇒C=....................... P B B

Cas général: C = ..................................... eq

.........................................................................................................................................

C ONDENSATEURSENSÉRIE

U=................... Q 1 Q U C 1 Q 1 U C s ⇒ =..................................................... -Q C 1 Q 2 La somme des charges sur les deux armatures en contact U 2 électrique est nulle: C 2 ..................=0⇒Q=................. 1 =.....................................⇒C=........................................ S C S 1 cas général: =........................................ : l'inverse de la capacité équivalente C eq est égale à la .................................................................................................................................

5-7

1ère STI

Les condensateurs

CHAMP ÉLECTRIQUE ET FORCE ÉLECTROSTATIQUE.

C HAMPÉLECTRIQUEDANSUNCONDENSATEURPLAN

C APACITÉD ' UNCONDENSATEURPLAN .

La capacité d'un condensateur plan dépend de ses dimensions et de la nature du diélectrique. S C =.................................... e

avec:S: surface d'une armature (m²) e: épaisseur du diélectrique (m) 1 -1  : permittivité du vide = en F.m 0 9 36.10  : permittivité relative du diélectrique (sans unité) r

C HAMPÉLECTRIQUEDANSUNCONDENSATEURPLAN .

Si l'on admet que les ............................................................................................................ des armatures, il existe entre celles-ci un ............................................................................  dirigé de l'armature ........................................vers E A l'armature .................................................(ou dirigé vers les potentiels ....................................................). U + + + + + + + + AB e - - - - - - - - - - - L'intensité du champ électrique est telle que: E=...................... B -1 avecEen V.m U eten Veen m AB

C HAMPDISRUPTIF

Au delà d'une certaine........................................., le champ électrique peut provoquer la ..................................................................................: ce champ maximal est appelé .................................................................. Au champ disruptif correspond une .............................................................. dite de ................ qu'il ne faut jamais atteindre.

6-7

1ère STI F ORCEÉLECTROSTATIQUE

Les condensateurs

Une charge électrique q placée dans un champ électrique  est soumise à E une force électrostatique  telle que: F q > 0  F=.............. F E -1 FenN qenCetEen V.m Remarque: Le champ électrique  agit de façon analogue sur une charge E électriqueq, que le champ de pesanteur  g sur une massem

7-7

P = m.g g