Physique-Chimie Terminale Spécialité

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Préparation aux épreuves du Bac

1. Constitution et transformations de la matière

Composition et évolution d'un système

Ouverture de thème p. 16-17

Ch. 1

Modélisation des transformations acide-base

Ch. 2

Analyse physique d'un système chimique

Ch. 3

Méthode de suivi d'un titrage

Ch. 4

Évolution temporelle d'une transformation chimique

Ch. 5

Évolution temporelle d'une transformation nucléaire

BAC

Thème 1

Prévision et stratégie en chimie

Ouverture de thème p. 146-147

Ch. 6

Évolution spontanée d'un système chimique

Ch. 7

Équilibres acide-base

Ch. 8

Transformations chimiques forcées

Ch. 9

Structure et optimisation en chimie organique

Ch. 10

Stratégies de synthèse

BAC

Thème 1 bis

2. Mouvement et interactions

Ouverture de thème

p. 290-291

Ch. 11

Description d'un mouvement

Ch. 12

Mouvement dans un champ uniforme

Ch. 13

Mouvement dans un champ de gravitation

Ch. 14

Modélisation de l'écoulement d'un fluide

BAC

Thème 2

3. Conversions et transferts d'énergie

Ouverture de thème

p. 402-403

Ch. 15

Étude d’un système thermodynamique

Ch. 16

Bilans d'énergie thermique

BAC

Thème 3

4. Ondes et signaux

Ouverture de thème

p. 462-463

Ch. 17

Propagation des ondes

Ch. 18

Interférences et diffraction

Ch. 19

Lunette astronomique

Ch. 20

Effet photoélectrique et enjeux énergétiques

Ch. 21

Évolutions temporelles dans un circuit capacitif

BAC

Thème 4

Annexes

Ch. 22

Méthode

Chapitre 21

Activité 2 - Activité d'exploration

Capacité d'un condensateur

Objectifs : Relier l'intensité d'un courant au débit de charges.
Illustrer l'effet de la géométrie sur la capacité.

Problématique de l'activité

Les condensateurs ont de nombreuses applications, que ce soit dans les ordinateurs, les télévisions ou les téléphones portables. Ils se caractérisent par leur capacité, exprimée en farad (F).

À quoi correspond la capacité d'un condensateur ?

Doc. 1
Définition de la capacité $C$

Un condensateur initialement déchargé est branché à un générateur de courant continu d'intensité constante

I = 0, 50

A. La charge

Q

est :

Q = I \cdot Δ t

Q

: charge du condensateur (C)

I

: intensité traversant le condensateur (A)

Δ t

: durée de charge (s)

Durant la charge, on mesure la tension

u_{C}

aux bornes du condensateur.

$u_{C}$ (V)	$0, 1$	$0, 5$	$1, 0$	$2, 0$	$3, 0$	$4, 0$	$5, 0$
$t$ (ms)	$0, 35$	$1, 82$	$3, 61$	$7, 18$	$10, 80$	$14, 32$	$18, 09$

Q

u_{C}

sont proportionnelles, selon :

Q = C \cdot u_{C}

C

: capacité du condensateur (F)

u_{C}

: tension aux bornes du condensateur (V)

Doc. 2
Condensateur « fait maison »

Il est possible de fabriquer soi-même un condensateur.
Pour cela, il faut découper deux feuilles d'aluminium au format A4, les introduire dans des pochettes plastiques, les connecter à l'aide de pinces crocodiles et les positionner l'une sur l'autre.

PC - chapitre 21 - Évolutions temporelles dans un circuit capacitif - Condensateur « fait maison »

Le zoom est accessible dans la version Premium.

Doc. 3
Influence du milieu entre les plaques

On mesure la capacité

C

pour différents matériaux compris entre des armatures de surface

S = 10

cm², distantes d'une longueur

e = 1, 0

cm.

Matériau	Vide	Téflon	Polypropylène	Verre	Eau
Capacité $C$ (pF)	$0, 35$	$1, 82$	$3, 61$	$7, 18$	$10, 80$

Doc. 4
Influence de $e$ et $S$ sur la capacité

PC - chapitre 21 - Évolutions temporelles dans un circuit capacitif - Influence de e et S sur la capacité

Le zoom est accessible dans la version Premium.

Pour une surface des armatures

S = 10

cm²

$e$ (cm)	$0, 1$	$0, 2$	$0, 5$	$1, 0$	$5, 0$
$C$ (pF)	$8, 8$	$4, 4$	$1, 8$	$0, 9$	$0, 3$

Pour une distance entre armatures

e = 1

cm :

$S$ (cm²)	$1$	$5$	$10$	$40$	$100$
$C$ (pF)	$0, 09$	$0, 4$	$0, 9$	$3, 5$	$8, 9$

Supplément numérique

Manipulez un condensateur virtuel en

cliquant ici

https://phet.colorado.edu/sims/html/capacitor-lab-basics/latest/capacitor-lab-basics_fr.html

Questions

VAL : Exploiter un ensemble de mesures

Compétence(s)

1. À l'aide des données fournies dans le doc. 1, déterminer la valeur de la capacité

C

2. À partir des doc. 3 et 4, étudier la relation entre les caractéristiques géométriques du condensateur et sa capacité. Repérer notamment les relations de proportionnalité.

Synthèse de l'activité

Proposer des modifications du condensateur du doc. 2 pour augmenter sa capacité

C

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