Charge d un condensateur. Q : en coulomb, U : en volt, C : en farad, I : en ampère, t : en seconde

Transcription

1 harge d un condensaeur 1. harge à couran consan Q = U Q = I Q : en coulomb, U : en vol, : en arad, I : en ampère, : en seconde D où I = U, donc a couran consan I = u I D où u = ee ormule s applque égalemen à la décharge à couran consan ee ormule nous perme auss de calculer le condensaeur de lrage pour une almenaon Pour un redressemen double alernance de pérode T=20ms On a = ms Δu : es la valeur moyenne de l ondulaon U MAX = U EFF 2 E U MIN = U S + 3v I D où le condensaeur de leage : = u 2. harge à enson consane (a ravers une réssance) = + e c F I F c (): I : F : : : enson aux borne du condensaeur à l nsan enson nale aux bornes du condensaeur (à l nsan =0) Rappel (déchargé le condensaeur es équvalen à un nerrupeur ermé) enson nale aux bornes du condensaeur (à l nsan = ) Il s ag c d une valeur asympoque hargé un condensaeur es équvalen à un nerrupeur ouver nervalle de emps de charge consane de emps du monage =R 1. Méhode d éude d un monage à condensaeur Sous orme d exemple Avan = 0 le condensaeur es chargé donc s=/2=5v A = 0 == >> Pour la rédacon de ce paragraphe l audra aendre << == 2. Monage négraeur

2 Pour un monage négraeur la enson de sore e prse aux bornes du condensaeur ou à l une de ces bornes, l aure éan relé à un poenel xe La enson de sore es négré, c'es-à-dre qu l n y a pas de varaon brusque ou de ron. Exemple de monage hronogramme 3. Monage dérvaeur ou dérenaeur La enson de sore es prse aux bornes de la réssance ou à l une de ces bornes, l aure éan alors relé à un poenel xe Le crcu ransme les rons de l enrée à la sore

3 4. Exercce a. Monage 1 Il s ag d un monage négraeur. = R = 0µs / = On adme que le condensaeur es nalemen déchargé. Le sgnal d enrée es un sgnal pérodque de 0µs, l peu êre dvsé en pares. Pare 1 : le condensaeur es nalemen déchargé : s=0v

4 Pare 2 : = 0v, = 12v => c = 12 + (0 12) e = 4.8v La enson s va crore exponenellemen de 0v à 4.8v Pare 3 : = 4.8v, = 0v => c = 0 + (4.8 0) e = 2.911v La enson s va décrore exponenellemen de 4.8v à 2.911v Pare 4 : = 2.911, = 12v => c = 12 + ( ) e = 6.486v La enson s va crore exponenellemen de 2.911v à 6.486v Pare 5 : = 6.486v, = 0v => c = 0 + ( ) e = 3.930v La enson s va décrore exponenellemen de 6.486v à 3.930v Pare 6 : = 3.930v, = 12v => c = 12 + ( ) e = 7.5v La enson s va crore exponenellemen de à 7.5v Pare 7 : = 7.5v, = 0v => c = 0 + (7.5 0) e = 4.30v La enson s va décrore exponenellemen de 7.5 à 4.30v Pare 8 : = 4.30v, = 12v => c = 12 + ( ) e = v La enson s va crore exponenellemen de 4.30v à v Pare 9 : = v, = 0v => c = 0 + (7.32 0) e = 4.439v La enson s va décrore exponenellemen de 7.32v à 4.439v Pare : = 4.439v, = 0v => c = 12 + ( ) e = v La enson s va crore exponenellemen de 4.43v à v b. Monage 2 Il s ag d un monage dérvaeur = R = 50µs Avan l nsan = 0 e =0

5 Le condensaeur es déchargé Avec la lo des malles : 5c 0 => 5 = c => c = 5v On rouve donc aux bornes de la réssance : s = 12 ( 5) = = 17v Après =0 Le condensaeur va endre a ce chargé jusqu'à 12v : 12v D où la enson aux bornes de la réssance va endre vers : 00v Inalemen aux bornes de la réssance on a : 17v 4 D où c = 0 + (17 0) e = 0.31v Après 200µS on a Tenson aux bornes de la réssance : 0.31v Tenson aux bornes du condensaeur : = e s = = 11.69v A 200µS, e passe à -7v e s = 0 Tenson aux bornes de la réssance : e = s = = 18.69v Tenson aux bornes du condensaeur : 11.69v La enson s va décrore exponenellemen vers 0v c. Généraeur de den de sce

6 alcul de la dérence de poenel enre le pon A e la masse Lo des branches : = = = 8.1v AM Z alcul de RE, enson aux bornes de la réssance Lo des malles : = = = 3.2v RE Z EB alcul de I RE, couran enran sur la borne d émeeur du ranssor Lo d ohm : 3.2 RE 3 IRE = = = 3.2 A = 3.2mA RE 00 On néglge le couran I B, en dédure le couran soran par le colleceur du ranssor ce couran sera appelé couran de charge du condensaeur. Dans le cadre d un ranssor PNP on a I +I B =I E or on néglge I B donc I =I E =3.2mA On peu précsé que le couran de charge es consan. alculer le emps que le condensaeur aura le emps de ce chargé La pérode du sgnal de E es 0µS or le emps de décharge es de µs, l rese donc 90µS pour que le condensaeur 90µS alculer la enson maxmale de s Règle de la charge d un condensaeur à couran consan : U 3 6 I = = = 2.88v 9 0 alculer le emps de charge du condensaeur pour que le condensaeur ce charge jusqu'à 6v. 9 U = = = = 187 µs I 3.2 alculer alors la pérode ans que la réquence du sgnal e = = F = = = Hz 4 T 1.97 S

7 d. Dspos an-rebond A l nsan 0, on erme l nerrupeur, on oben l allure de la enson E dén dans le graphque récapula c-après : Avan 0, l nerrupeur e ouver, la enson A, en sore de la pore logque : es de 6 omme on suppose que l nerrupeur éa rès longemps ouver le condensaeur es chargé donc la enson c es de 6v, e donc s es de 0v De l nsan 0 à 1 :, l nerrupeur e ermé, la enson A, en sore de la pore logque es de 0v Le condensaeur es chargé = 0v, = 6 Le emps que le condensaeur a pour ce déchargé es de 1mS = R = = = = e = 3.492v La enson S es srcemen supéreure à la enson de commuaon de la pose (/2), donc la sore rese à 0v. De 1 à 2 ; 9mS A repasse à l éa hau, le condensaeur ce charge Donc on a : = 6v, = 3.492v La consane de emps e nchangé = e = 5.98v La enson s es oujours à 0v, car es srcemen supéreure à /2 De 2 à un nsan 3, pas connu La enson A passe à l éa bas, le condensaeur ce décharge dans la réssance, de manère exponenel, à un emps 3, la pore logque va commuer à ce nsan 3, la sore va passer à l éa hau.

8 alcul du emps 3. ln 1 ln ln ln x a e x e e e e e = = + = = = = = = = La enson a, es la enson pour la quel on va arrvé à (/2) 0 6 ln ln ln(2) a ms = = = =

9 e. Lgne à reard 3 3 = = = ln(2) ln = R = R nf => R = = 144kΩ nf