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Capacité d’un condensateur

Objectifs

• Relier l’intensité d’un courant au débit de charges.
• Illustrer l’effet de la géométrie sur la capacité.

Doc. 1

Définition de la capacité $\mathbf{C}$

Un condensateur initialement déchargé est branché à un générateur de courant continu d’intensité constante $I=0,50$ A. La charge $Q$ est :
$Q=I\cdot \Delta t$
| $Q$ : charge du condensateur (C)
| $I$ : intensité traversant le condensateur (A)
| $\Delta t$ : durée de charge (s)
Durant la charge, on mesure la tension $u_{\mathrm{C}}$ aux bornes du condensateur.


$Q$ et $u_{\mathrm{C}}$ sont proportionnelles, selon :
$Q=C\cdot u_{\mathrm{C}}$
| $C$ : capacité du condensateur (F)
| $u_{\mathrm{C}}$ : tension aux bornes du condensateur (V)

Doc. 2

Condensateur « fait maison »

Doc. 3

Influence du milieu entre les plaques

Doc. 4

Influence de $\mathbf{e}$ et $\mathbf{S}$ sur la capacité

Pour une surface des armatures $S=10$ cm²


Pour une distance entre armatures $e=1$ cm :

Manipulez un condensateur virtuel en cliquant ici.

✔ VAL : Exploiter un ensemble de mesures

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.

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