QUESTIONNAIRE ELECTROTECHNIQUE.CHAPITRE N°8 EPSIC

PROMOTION 2006

Chapitre N°8   : Electrostatique - Condensateur

1) Que se passe-t-il lorsque deux corps chargés positivement sont mis en présence ? Ils se repoussetLa loi des charges :

a) Deux charges de même nom se repoussentb) Deux charges de noms contraires s’attirent

2) Quels sont les symboles de grandeur et d’unité du champ électrique ?

L’intensité champ électrique E s’exprime en volts par mètre

€

Vm ⎡ ⎣ ⎢

⎤ ⎦ ⎥

€

E =U( tension)

d(dis tan ce _ entre _ les_ plaques)

3) Qu’appelle-t-on rigidité diélectrique ? L’intensité du champ électrique capable de provoquer une décharge à travers le diélectrique (champ électrique

disruptif). La rigidité diélectrique s’exprime plus facilement en kilovolts par centimètre

€

kVcm ⎡ ⎣ ⎢

⎤ ⎦ ⎥

4) Le verre est-il un meilleur isolant électrique que l’air ? Oui

Rigidité diélectrique

€

Ed _(rigidité _ diélectrique) =U(tension _ provoquant _ le _ claquage )

d(épaisseur _ du_ diélectrique )a) Ed Air = 30b) Ed Verre = 75 à 300

5) De quels éléments est composé un condensateur ? Un condensateur est un élément capable d’accumuler une quantité d’électricité ou charge électrique et de la restituer. Un condensateur est constitué par deux plaques métalliques appelées armatures, séparées par un isolant ou diélectrique. Les condensateurs se différencient par la matière qui constitue leur diélectrique.

6) Quels sont les symboles de grandeur et d’unité de la capacité ? La capacité d’un condensateur C s’exprime en farads [F]

€

C(capacité _ du_ condensateur) =Q(ch arg e _ du_ condensateur)

U(tension )

7) On fabrique un condensateur au moyen de deux feuilles d’aluminium de 70 mm de large, séparées par une bande de papier paraffiné de 80 µm d’épaisseur. Calculer la longueur d’une bande, sachant que ce condensateur a une capacité de 220 nF.

l(largeur) = 0.07m r(paraffine) = 2.25 0(air) = 8.86E-12 C = 220 nF l(longueur)= 12.61m d = 80m

€

C(F ) =A

(m 2 )

d(m )

⋅εr ⋅ε0 ⇒ A = C ⋅dεr ⋅ε0

= 22010−9 ⋅8010−6

2.25 ⋅8.8610−12 = 0.882869m2

A = l( l arg eur) ⋅ l( longeur(m )) ⇒A

l(l arg eur(m ))

= 0.8828690.07

=12.61m

€ 15.09.2023

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8) Quelle est la capacité d’un condensateur qui a accumulé une charge de 0.2 mC sous une tension de 24V?

Q = 0.2 mC U = 24 V C = 8.33F

€

C =Q(coulomb )

U= 0.0002

24= 8.33E−6F = 8.33μF

9) Quelle charge maximale le condensateur de l’exercice 7 peut-il emmagasiner, si on souhaite avoir un coefficient de sécurité de 2 du point de vue de la tension supportée par le diélectrique ?

Ed(paraffine) = 300kV/cm d = 80 µm C = 220 nF

10) Tracer les caractéristiques i = f (t) et Uc = f (t) pour la charge du condensateur. (p.8.14)

11) Calculer la capacité totale d’un groupe de cinq condensateurs de 3 µF placées : a) en parallèleb) en série

€

a) C =C1 +C2 +C3 +C4 +C5 = 3 ×5=15μF

b) C = 11C1

+ 1C2

+ 1C3

+ 1C4

+ 1C5

= 113

+ 13

+ 13

+ 13

+ 13

= 0.6μF

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12) Calculer la capacité totale du circuit ci-dessous en sachant que :

C1 = 2.5 µF C2 = 450 nF C3 = 8.4 µF

€

C1 _C2 série = 11C1

+ 1C2

= 11

2.5+ 1

0.45

= 0.38μF

Ctot . =C1−2 +C3 = 0.38+8.4 =8.78μF

13) Tracer les caractéristiques de charge et de décharge du condensateur suivant. (p.8.14)

14) On donne le circuit suivant ainsi que l’allure du courant de charge totale des condensateurs.Calculer la valeur de Cx.

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