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crsa_tp1_chargeRC_flashAP.odt ­ Marie Pierrot – Lycée du Rempart ­ 05/10/15
TP : Utilisation d'un condensateur pour alimenter le flash d'un appareil photo jetable.
Contexte :
Le système, dont le schéma électrique est simplifié ci-dessous, correspond à l'alimentation d'un flash
d'appareil photo jetable à partir d'un condensateur.
RP
R
7)
E
L
C
E =
C =
R =
Une
6V (équivalent à 4 piles de 1,5V en séries)
2200 µF
2,2 kΩ
résistance de protection RP
1°) Charge du condensateur
L'entrée du système est la tension d'alimentation e(t) du
circuit (échelon d'amplitude E = 6V)
et la sortie du système est la tension u c(t) aux bornes du
condensateur de capacité C
Le
1)
2)
3)
4)
5)
6)
matériel de mesure utilisé est :
un générateur de tension continue fixe.
un condensateur électrochimique de capacité 2200 µF.
La plaque de composants comportant les résistances
une petite ampoule de lampe de poche pour représenter le Flash
un interrupteur K (commutateur tripolaire).
l’interface Euro smart SYSAM – V6 (voir photo)
Sachant que l'ampoule supporte un maximum de 400mA, quelle valeur doit-on donner à la résistance de
protection ?
2°) Réalisation du montage et acquisition
1) Ajouter sur le schéma les branchements de l'interface (masse, EA1) pour observer les variations de la
tension uC(t) aux bornes du condensateur sur EA1.
2) Réaliser le câblage de la carte d’acquisition et faire vérifier
3) Placer l’interrupteur K sur la position ouverte.
4) Court-circuiter le condensateur afin qu'il soit bien initialement déchargé : uC = 0 V.
Lorsque l’interrupteur K sera commuté manuellement sur la position fermée (1), le condensateur se
chargera sous la tension e(t) = E = 6 V.
5) Brancher la carte d’acquisition sur l’ordinateur et Lancer le logiciel « Latis pro ». Il faut maintenant
configurer l’acquisition en utilisant la feuille d’utilisation du logiciel Latis pro.
6) Régler les paramètres de la fenêtre d’acquisition pour enregistrer la courbe de la tension u C aux bornes de
C sur EA1 en fonction du temps (mode temporel avec 1000 points de mesure pendant 10s). A l’aide de la
loupe, faire un zoom dans la zone -1V<EA1< 6V. Faire vérifier vos réglages.
7) Appuyer sur la touche F10 du clavier pour lancer l’acquisition, attendre 2 s, puis basculer manuellement
l’interrupteur K en position fermée. Le condensateur se charge : la courbe EA1(t) doit s’afficher à l’écran.
8) Si l'acquisition est satisfaisante, renommer la courbe EA1(t) en u c(t).
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5) K
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3°) Exploitation de la courbe
1) Commenter l’allure de la tension uC en indiquant sur les tracés les différentes phases d’un cycle : état
initial (condensateur déchargé), régime transitoire (charge du condensateur), régime permanent
(condensateur chargé).
2) Tracer l'asymptote horizontale (outil TANGENTE) de la courbe u C(t) et déterminer la valeur de la tension
aux bornes du condensateur en régime permanent (outil POINTEUR).
3) Tracer la tangente à l’origine de la courbe uC (t) (outil TANGENTE) et mesurer graphiquement la
constante de temps τ du circuit.
4) Comparer votre mesure à la valeur calculée à partir de R et C.
5) Mesurer la valeur du temps de réponse TR, durée au bout de laquelle le condensateur se retrouve chargé à
95%. Comparer votre mesure à la valeur théorique.
4°) Condition d'utilisation du Flash
Pour une utilisation optimale du Flash, quelle est à votre avis la durée minimum entre deux utilisations du
Flash ? Justifier votre réponse.
5°) Exercice ( flash d'un appareil photo)
On considère que le circuit électrique d’un appareil jetable avec flash incorporé est donné par le schéma cidessous.
Ce circuit permet d’obtenir un éclair intense bien que l’alimentation soit constituée uniquement de 4 piles
(LR6) de 1,5 V chacune, en série.
Chaque pile a une résistance interne r= 0,15 W.
Les piles ne peuvent débiter une intensité supérieure à 500 mA sans être rapidement détériorées.
On considèrera que la lampe se comporte comme un conducteur ohmique de résistance r = 0,10 W.
Après avoir été en position 2 jusqu’à la charge complète du condensateur, le commutateur K est basculé en
position 1.
Dites ce qui est vrai ou faux parmis les propositions suivantes :
a) La puissance la plus élevée fournie par l’alimentation au début de la charge est de 3 W.
b) Au bout d’une durée t = 5 τ (avec τ , constante de temps de la charge), le condensateur est chargé à plus
de 99 %.
c) La constante de temps τ de la décharge du condensateur est de 0,33 s.
d) Au bout du temps t = τ , l’énergie restituée par le condensateur est W e = ½CE2.
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