Aurélie 20/03/08
 

 

Analyse détaillée d'exercices réalisés sous forme de QCM.

 condensateur, aspect énergétique.

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Condensateur et moteur.

Texte :

Analyse :

Question relative à l'énergie initiale stockée par le condensateur.

Einitiale = ½CUc2 avec Uc = 6 V ; C= 10-3 F.

Einitiale = 0,5*10-3*36= 1,8 10-2 J.

Question relative à l'énergie finale stockée par le condensateur.

Efinale = ½CUc2 avec Uc = 4 V ; C= 10-3 F.

Efinale = 0,5*10-3*16= 8 10-3 J.

Question relative à l'énergie mécanique utile.

énergie reçue par le moteur : Einitiale -Efinale = 10-2 J

énergie mécanique utile : Em =(Einitiale -Efinale)*0,8 =8 10-3 J.

 


Question relative à la hauteur H de montée de la charge.

Le travil mécanique du moteur est égal à l'opposé du travail du poids de la charge :W= mgh avec g = 10 m/s2.

mgH = 8 10-3 .

H = 8 10-3/ (mg) =8 10-3 / (0,05*10) = 16 mm = 1,6 cm.

 


condensateur et générateur de courant.

Texte :

Analyse :

Question relative à la capacité C.

Q= It ; Q= CUc .

It = CUc soit Uc = I/C t ; droite de coefficient directeur I/C

I/C=2 106 ; C= I/2 106 = 0,2/2 106 = 10-7 F = 0,1 mF.

Question relative à la tension Uc et à l'énergie stockée.

On arrête la charge du condensateur à la dat t1 lorsque celui-ci porte la charge 0,20 m C.

tension Uc : Q=C Uc ; Uc= Q/C = 2 10-7 / 10-7 = 2,0 V.

énergie stockée : ½ Q2/C =(2 10-7)2/ 10-7 = 4 10-7 J.

 





 

Web

www.chimix.com


condensateur plan.

Texte : la capacité d'un condensateur plan à air est donnée par :

S: surface des armatures ; e: distance entre les armatures.

Le graphe ci dessous représente la charge QA de l'armature A en fonction de la tension UAB appliquée entre les armatures A et B

On charge ce condensateur sous une tension UAB = +300V puis on l'isole électriquement.

Analyse :

Question relative à la charge des armatures.

Coeficient directeur de la droite ci-dessus : C= QA/UAB = 0,12 10-6 / 2 000 =6 10-11 F = 60 pF.

QA = C UAB = 6 10-11 *300 =1,8 10-8 C.

QB = -QA =-1,8 10-8 C.

Question relative à l'énergie stockée.

E = ½QA2 /C = 0,5 (1,8 10-8 )2/6 10-11 =2,7 10-6 J.

Question relative à l'énergie stockée si la distance des armatures double.

Si e double, la capacité du condensateur est divisée par deux.

Le condensateur étant isolé électriquement, la charge ne change pas.

Or ½QA2 /C : donc l'énergie stockée double. L'énergie initiale est augmentée du travail mis en oeuvre pour écarter les armatures.




Texte : l' intensité est constante i = 5,0 mA ; R = 500 kW ; C = 5,0 m F. Le condensateur est initialement déchargé. À l'instant t = 0, on ferme l'interrupteur K.

Analyse :

  1. Question relative à la puissance fournie par le générateur à la date t= 10 s.

    à t = 10 s la tension aux bornes du circuit vaut :

    aux bornes du résistor : RI= 5 105*5 10-6= 2,5 V
    aux bornes du condensateur : Q/C=It/C= 5 10-6*10/5 10-6 = 10 V

Utotal = 2,5 + 10 = 12,5V

puissance fournie à t= 10 s : P =U*I = 12,5*5 10-6 = 62µW.

 





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