Aurélie 05/03

Le flash électronique Pondichéry 03

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 texte : Un flash électronique d'appareil photo est alimenté par deux piles de 1,5 V. Un oscillateur basse tension transforme le courant continu en courant alternatif . Un petit transformateur dont le bobinage primaire constitue l'inductance de ce circuit oscillant élève la tension qui ensuite est redressée au moyen d'une diode. Cette tension redressée permet de charger un condensateur de capacité C= 150 mF (+ ou - 10%) à une tension U=33 V.

  1. Etude du flash :
    a- Donner l'expression de l'énergie électrique Ee stockée dans le condensateur de ce flash lorsqu'il est chargé. calculer sa valeur numérique.
    b- La décharge rapide dans la lampe à éclats provoque un éclair d'une durée d'environ une milliseconde. Quelle est la valeur numérique de la puissance électrique Pe consommée par cet éclair ?
    c- Pour quelle raison doit-on élever la tension avant de l'appliquer, une fois redressée, aux bornes du condensateur ?
  2. Etude expérimentale du circuit RC : Pour vérifier la valeur de la capacité C de ce condensateur, un élève a réalisé le montage suivant. La résistance R a une grande valeur et le générateur de tension continue a pour force électromotrice E = 12 V. A ladate t = 0, il ferme le circuit et note les intensités dans le circuit toutes les 10 secondes.

    t(s)
    0
    10
    20
    30
    40
    50
    60
    70
    80
    90
    i(mA)
    54
    40,6
    30,6
    23
    17,4
    13,1
    9,8
    7,3
    5,6
    4,2
    a- Sachant que le condensateur est déchargé à t=0, déterminer la valeur de la résistance R.
    b- Tracer la courbe i=f(t) à partir du tableau de mesures.

    c- L'intensité du courant électrique décroît en fonction du temps selon i(t) = I0e-t/t. t étant la constante de temps de ce circuit de ce circuit et I0 l'intensité à t = 0 : I0 = i(0). Quelle est la valeur numérique de l'intensité i(t ) dans ce circuit lorsque t =t ? Lire sur le graphe la valeur de t et en déduire la valeur de la capacité C de ce condensateur. Ce résultat vous semble t'il conforme aux indications du fabricant ?

     


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corrigé
énergie électrique Ee = ½CU²

Ee = ½ *150 10-6 * 332= 8,17 10-2 J.

puissance électrique (W) = énergie (J) / durée (s) = 8,17 10-2 / 10-3 = 81,7 W.

si on n'élève pas la tension , le condensateur ne stocke pas suffisamment d'énergie et la puissance disponible est alors insuffisante pour provoquer un éclair.

Ee = ½ *150 10-6 * 32= 6,75 10-4 J ; Pe = 0,675 W.


à t=0 , uC= 0 et uR= E=RI0 soit R = 12 / 54 10-6 =2,22 105 W.

à t= t , i = 54 10-6 * e-1 = 54 10-6 * 0,37 = 1,98 10-5 A = 19,8 m A.

t voisin de 35 s ( lecture graphe) ; t = RC d'où :

C = 35 / 2,22 105 = 1,57 10-4 F = 157 m F

soit un écart de 7 sur 150 ou encore 7*100/150 = 4,7% ( résultat conforme)



à suivre ...

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