Charge et Décharge des condensateurs

Première STI Electronique
Saint Louis CREST
Charge et Décharge des condensateurs
I ) Circuit
R
C
II ) Charge du condensateur
K1
R
E
C
Vs
K2
K1 et K2 sont ouverts.
- on suppose que le condensateur C est déchargé. ( Vs = 0V ).
- aucun courant ne circule.
K1 fermé, K2 ouvert.
- un courant I va circuler dans E, K1, R et C
- le condensateur se charge.
K1
ouvert
fermé
t
Vs
E
0
I
t
E/R
t
- l’allure de la tension Vs est exponentielle.
- la valeur finale de Vs est E.
- le courant au départ est maximum et vaut E/R.
- le courant va s’annuler progressivement.
LE CONDENSATEUR EST RECEPTEUR
III ) Décharge du condensateur
K1
R
E
C
Vs
K2
K1 et K2 ouverts.
- le condensateur était chargé et sa tension aux bornes est: E.
- les inters sont ouvert donc pas de courant.
- C reste chargé à E.
K1 ouvert, K2 fermé.
- K2, R, et C forment une maille fermée.
- un courant I ( négatif ) va circuler.
K2
K2 ouvert
K2 fermé
t
Vs
E
t
I
t
E/R
- la tension Vs diminue et s’annule.
- le courant I est maximum à la fermeture de l’interrupteur.
- le courant s’annule.
LE CONDENSATEUR EST GENERATEUR
IV ) Caractéristiques de la tension aux bornes de C
Allure du signal :
La tension aux bornes d’un condensateur ne varie pas instantanément. On observe donc
une augmentation progressive de la tension aux bornes du condensateur. Cette forme
particulière est une forme exponentielle.
Valeur finale :
Pour trouver la valeur finale à laquelle se charge le condensateur, il suffit de dire que le
courant dans le condensateur est nul. Une fois chargé, le condensateur n’a plus d’influence sur
le montage, donc on pourrait l’enlever.
Exemple:
Une fois chargé, il n’y a plus de courant dans
le condensateur.
E
R1
Donc Uc = E. R2 / ( R1 + R2 )
La valeur finale est donc Uc.
R2
C
Constante de charge et de décharge:
On constate que la tension aux bornes du condensateur met un certain temps pour
arriver à la valeur finale. Ce temps là est lié à la constante de temps. Cette constante dépend de
la valeur de C et de la résistance à travers laquelle le condensateur se charge ou se décharge.
On utilise une lettre particulière pour nommer cette constante: τ.
τ = R.C
C: valeur du condensateur.
R: résistance de charge ou de décharge.
Equation de charge :
Vs = Valeur finale de la tension . ( 1 - e ( -t / R.C ) ).
Equation de décharge :
Vs = Valeur initiale de charge . e ( -t / R.C ).
e : exponentielle mathématique.
Valeurs caractéristiques :
63%
95%
99%
valeur finale
τ
3τ
5τ
- pour t = τ la valeur de la tension aux bornes de C est 63% de la valeur finale.
- ... t = 3.τ ...
...
.. 95% ...
...
- ... t = 5.τ ...
...
.. 99% ...
...