Electrostatique - charge et décharge d'un condensateur

Prérequis

• électrostatique
• courant continu
• circuit RC

Présentation

Vous trouverez ici deux animations sur la charge et la décharge d'un condensateur.

Première animation

Commençons par une animation simple, permettant de voir de façon qualitative l'effet de la décharge d'un condensateur.

Il y a 2 animations : "Capacitance" et "Ampoule". Vous ne ferez ici que la seconde; vous avez fait la première dans le chapitre sur le condensateur.

Cochez toutes les cases proposées.

1. Chargez le condensateur en mettant une tension non nulle à la pile et en fermant l'interrupteur du côté de la pile. Changez ensuite la position de l'interrupteur. Observez comment varient la différence de potentiel aux bornes du condensateur, le champ électrique, la charge du condensateur, la luminosité de l'ampoule avec le temps.
2. Augmentez la distance entre les plaques et recommencez l'expérience. Que constatez-vous ?
3. Augmentez la surface des plaques et recommencez l'expérience. Que constatez-vous ?

auteur : Simulations interactives PhET à l'Université du Colorado Boulder

Seconde animation

Passons à une animation un peu plus complexe.

Animation pour simuler la charge et la décharge d'un condensateur à travers une résistance.

auteur : Geneviève Tulloue, université de Nantes

Explications

Pour simuler la charge, cliquez sur le bouton mauve "charge". Pour l'arrêter, cliquez sur le bouton bleu "stop".
Pour simuler la décharge, cliquez sur le bouton mauve "décharge". Pour l'arrêter, cliquez sur le bouton bleu "stop".

Observez à chaque fois

• la position de l'interrupteur dans le schéma du circuit
• la loi d'ohm du circuit et l'équation de U_C(t) (cadre bleu clair)
• l'évolution des graphes de E(t) en bleu, U_R(t) en vert et U_C(t) en rouge (en bas à gauche)
• l'évolution des graphiques de i(t) en bleu et q(t) en mauve (en bas à droite)
• l'évolution des "réservoirs" indiquant la charge et l'énergie du condensateur (en haut à droite).

Attention, le sens du courant indiqué sur le schéma est le sens positif, mais lors de la décharge, celui-ci change de sens (valeurs négatives dans le graphe en bas à droite, courbe bleue).

Vous pouvez modifier les valeurs de E, R et C (curseurs sous le schéma du circuit). Observez en quoi cela change le comportement du circit.

Finalement, cliquez sur la flèche mauve tout en bas pour apprendre à déterminer la constante de temps à partir du graphe de U_C(t).