Charge et décharge d'un condensateur, rappels

A) Régime transitoire

1) Charge d'un condensateur

E tension continue.

A l'instant t = 0, uc = 0 (condensateur déchargé), on ferme l'interrupteur K

Loi des mailles : E = uR(t) + uc(t)

Relation aux bornes de C : i(t) = C

Donc : E = RC + uc(t) équation différentielle.

Equation aux dimensions : [V] = [?] + [V]

donc le produit RC = τ s'exprime en s.

τ (en s) est appelé constante de temps.

a) Expression de uc(t)

La solution de l'équation différentielle est de la forme : uc(t) =

Avec A et B constantes dépendant des conditions initiales et finales de la charge du condensateur.

Il est à retenir que uc(t) est une fonction de type exponentielle.

Condition initiale (C.I.) :

C'est la valeur de uc(t) lorsque t = 0. Ici uc(0) = 0 (condensateur déchargé au départ). On note Ui = 0.

Condition finale (C.F.) :

C'est la valeur de uc(t) lorsque t → ∞ (en fin de charge).

Démarche :

lorsque C est complètement chargé, le courant qui le traverse est nul, donc dans ce cas C ≡ .

Ici le shéma équivalent est donc :

i = 0 donc uR = 0, on en déduit que uc = E en fin de charge. On note U = E.

En résumé :

uc(0) = Ui = 0 et "uc(∞)"= U = E pour ce montage.

La tension uc(t) sera donnée par une exponentielle qui "part" de 0 et qui tend vers E.

Rem :

La tangente à l'origine de la courbe, coupe l'ordonnée U en t = τ.

b) Durée de charge lorsque uc passe de Ud à U0

On note :

Ud tension de départ aux bornes de C

U tension finale aux bornes de C

U0 tension telle quelle soit entre Ud et U

On montre que t0 - td = Δt =

2) Décharge d'un condensateur

A l'instant t = 0, uc = E (condensateur chargé) et on ferme l'interrupteur K.

En utilisant le même principe que pour la charge on obtient l'équation différentielle :

0 = RC + uc(t)

La solution de l'équation différentielle est encore de la forme : uc(t) =

C.I. : Ui = uc(0) = E

C.F. : On remplace C par un interrupteur ouvert. Alors i = 0 et uR(t) = 0. Or -uR(t) = uc(t) = 0 = U.

La courbe de uc(t) est donc une exponentielle qui "part" de E et tend vers 0 :

Rem1 :

t0 - td = Δt =

Rem2 :

La tangente à l'origine de la courbe, coupe l'ordonnée U en t = τ.

B) Comportement du condensateur, lois générales




retour à la page d'accueil