On veut déterminer la capacité c d'un condensateur, pour cela on réalise sa charge avec un générateur de courant. Ce générateur débite un courant d'intensité I








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date de publication26.03.2017
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Collège Sadiki

Le condensateur

Physique série 1




Exercice 1 :

On veut déterminer la capacité C d'un condensateur, pour cela on réalise sa charge avec un générateur de courant. Ce générateur débite un courant d'intensité I = 0,5 mA. On réalise la saisie automatique de la tension UC  aux bornes du condensateur   en fonction du temps. Le montage utilisé est schématisé ci-contre. A l'instant t = 0 on ferme l'interrupteur K.

  1. Etablir la relation entre I, C, uC et t.

  2. On obtient la courbe uC (t): (voir document ci-contre). A l'aide de la courbe, déterminer la valeur de la capacité C du condensateur.

  3. Afin de ne pas détériorer le condensateur, la durée de charge ne doit pas dépasser tmax = 2 min.

  1. Calculer la tension de claquage du condensateur.

  2. Déduire l’énergie électrique maximale emmagasinée par le condensateur.

Exercice 2 :

Le montage représenté ci-contre permet de charger et de décharger un condensateur dans une résistance R



  1. Pour chacune de ces deux opérations, quelle doit être la position de l’interrupteur ? 

  2. Des deux graphes (fig 1 et fig 2) proposés ci-dessous, lequel correspond à la charge de ce condensateur ? Justifier.

  1. Le générateur de courant permet une charge, à intensité constante, d’un condensateur. La charge dure 40 s et l’intensité du courant a pour valeur 1μA.

  1. Calculer la charge du condensateur à la date 40 s. 

  2. Quelle est la valeur de l’énergie emmagasinée par le condensateur à cette date ? 

  3. Quelle est la capacité du condensateur ? 

  1. Sachant que ce condensateur est plan et que l’aire des deux surfaces communes en regard est S=0.1 m2 et que l’épaisseur du diélectrique qui se trouve entre les deux plaques est e=0,02 mm.

  1. déterminer la permittivité électrique absolue  du diélectrique de ce condensateur.

  2. Déduire la permittivité relative r du diélectrique. On donne 0 = 8,85.10-12 u.s.i





Exercice 3 :

Un condensateur plan est formé par deux feuilles de surface en regard S = 1 m2, séparées par un isolant de permittivité absolue ε et d’épaisseur e= 0,1 mm.

1°) On charge le condensateur, à l’aide d’un générateur de courant continu d’intensité I = 1,8 μA. On ferme le circuit à l’aide d’un interrupteur à l’instant pris comme origine du temps ( t=0s ).

a) Représenter le schéma d’un montage qui permet de suivre l’évolution de la tension aux bornes du condensateur.

b) Déterminer la valeur de la charge q accumulée sur l’armature positive du condensateur à t=20s.

c) La tension aux bornes du condensateur prend la valeur uc=12 V à l’instant t=20s. Calculer la capacité C du condensateur.

d) Calculer la permittivité électrique absolue ε de l’isolant.

2°) La valeur de l’énergie électrique maximale qui peut être accumulée par le condensateur est égale à 3,75.10-3 J.

a) Calculer la tension de claquage du condensateur.

b) la durée maximale de la charge du condensateur.
Exercice 4 :
On réalise un circuit électrique, comportant en série, un générateur idéal de courant débitant un courant d’intensité constante I=50µA, un conducteur ohmique, un interrupteur K, un condensateur de capacité C inconnue et un voltmètre.

A un instant pris comme origine des dates, on ferme l’interrupteur K et on suit l’évolution de la tension uc aux bornes du condensateur au cours du temps, ce qui a permis de tracer la courbe d’évolution de l’énergie électrique Ec emmagasinée dans le condensateur en fonction du carré du temps.(figure 3)

  1. Représenter le schéma du montage qui permet de suivre l’évolution de uc au cours du temps.

  2. En exploitant le graphe, déterminer la capacité C du condensateur.

  3. Le condensateur utilisé est plan de permittivité électrique absolue ε, l’aire de la surface commune en regard est s=1m2 et l’épaisseur du diélectrique est e=0,1mm.Calculer la permittivité relative du condensateur.

On donne ε0=8,85.10-12 usi.




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