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 4 - Activité expérimentale

Intensité et tension pour un condensateur

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Objectif : Établir et résoudre l'équation différentielle de la tension aux bornes d'un condensateur.

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Problématique de l'activité

Dans le cas du résistor, la loi d'Ohm

U = R \cdot I

établit un lien entre l'intensité du courant traversant le dipôle et la tension à ses bornes.

Quel est le lien entre l'intensité et la tension aux bornes d'un condensateur ?

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Doc. 1
Schéma du circuit de mesure

PC - chapitre 21 - Évolutions temporelles dans un circuit capacitif - Schéma du circuit de mesure

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Doc. 2
Matériel nécessaire

Système d'acquisition (oscilloscope à mémoire avec transfert de données possible, interface d'acquisition, microcontrôleur type Arduino, etc.)
Deux sondes différentielles
Condensateur $C$ de capacité voisine de $1 0^{- 5}$ F

Alimentation stabilisée
Interrupteur
Fils de connexion
Résistor de résistance $R$ de l'ordre du MΩ

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Doc. 3
Extrait du code Python

Cliquez ici

https://assets.lls.fr/pages/16464112/lls-pct-c21-activite4.py

pour retrouvez le code Python et

cliquez ici

https://assets.lls.fr/pages/16464112/lelivrescolaire-pct-ch21-act4-code-arduino

pour télécharger le code Arduino.

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Doc. 4
Temps caractéristique

L'évaluation de

τ = R \cdot C

permet d'estimer le temps d'acquisition à paramétrer. Lors d'une charge d'un condensateur, à un temps

t = τ

u_{C}

est égal à 63 % de sa valeur finale. À

5 τ

, ce pourcentage monte à 99 %.

PC - chapitre 21 - Évolutions temporelles dans un circuit capacitif - Temps caractéristique

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Questions

REA : Effectuer des mesures avec des capteurs
REA/MATH : Résoudre une équation différentielle

Compétence(s)

1. Réaliser le montage présenté dans le doc. 1. Au cours de la charge, suivre l'évolution des tensions

u_{R} (t)

u_{C} (t)

au cours du temps. Les représenter.

GeoGebra

Vous devez vous connecter sur GeoGebra afin de sauvegarder votre travail

2. Proposer une méthode pour obtenir l'intensité du courant

i (t)

3. À l'aide du programme Python fourni, représenter la dérivée de la tension

u_{C} (t)

par rapport au temps. Tracer alors

i (t)

en fonction de

\frac{d u _{C} ( t )}{d t}

GeoGebra

Vous devez vous connecter sur GeoGebra afin de sauvegarder votre travail

4. Justifier que

i

est proportionnel à

\frac{d u _{C} ( t )}{d t}

. Vérifier que le coefficient de proportionnalité correspond à la capacité

C

du condensateur utilisé.

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Synthèse de l'activité

Déterminer la relation entre la tension

u_{C}

aux bornes du condensateur et l'intensité

i

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