III. Le condensateur

Nous allons découvrir deux montages à base de condensateur.


3.1 Charge d'un condensateur

Vous allez réaliser le montage suivant :

Les composants du montage :

• Le condensateur est à prendre dans la librairie des composants (component – from libraries – Capacitors – Animated Capacitor model). Il faudra le mettre à la valeur de 470.10^-6 Farads c'est à dire 470μF (μ = micro = 10^-6 =  lettre 'u' dans le logiciel).
• La résistance (component – from libraries – Resistors – 2 Watt Metal film) aura pour valeur 10kΩ.
• Le générateur continu (Generator – DC) aura pour valeur 5V.
• Le bouton poussoir : component – from libraries – Switches & relays - Button
• Les appareils de mesures :  'virtual instrument' en paramétrant bien Miliamps (click droit + Edit properties) pour l'ampère-mètre.
• Rajouter un 'Point de mesure' Uc que l'on utilisera pour le graphe : 'Voltage probe'
• Rajouter un graphe (Graphs – Analogue). Le paramétrer (échelle des temps réglée à 40s). Pour y associer votre point de mesure (Voltage probe), cliquer sur celui-ci et amener-le sur le graphe ou clic droit sur le graph et "add Traces" puis choisir votre point de mesure.

a) Lancez la simulation.
b) Donnez la valeur finale de la tension Uc aux bornes du condensateur.
c) Relevez le graphe (Quand la tension Uc est stabilisée, arrêtez la simulation, cliquez (clic droit) sur le graphe et choisir "simulate graph" ou appuyez sur la barre 'espace' de votre clavier).
d) A partir de l'évolution de Uc (valeur et graphique), décrivez ce qui se passe dans ce montage.
e) Faites des essais en changeant la valeur de la résistance (plus grande et plus petite) et expliquez l'impact de la valeur de celle-ci.



3.2 Redressement simple alternance

Vous allez réaliser le montage suivant :

Les composants du montage :

• La diode est à prendre dans la librairie des composants (component – diodes – rectifiers – 1N4007)
• La résistance a comme valeur 10kΩ (component – resistors – generic).
• Mettre une alimentation sinusoïdale de 24V et 50Hz (generator – sine) et la régler aux valeurs prévues (tension et fréquence).
• Mettre un oscilloscope (Virtual instrument – oscilloscope) dont l'entrée A est reliée au générateur sinusoïdal et l'entrée B est reliée en amont de la résistance de charge. Procéder ensuite aux réglages :
• Mettre les voies C et D de l’oscilloscope sur OFF (une fois la simulation lancée).
• Régler la base de temps sur 5 ms (une fois la simulation lancée)
• Régler l'amplitude des voies A et B sur 10V (une fois la simulation lancée)

Remarque : ne jamais fermer la fenêtre de l’oscilloscope. Elle se ferme toute seule à l'arrêt de la simulation. Si l’écran de l’oscilloscope n’apparaît pas, vous devez arrêter la simulation, cliquer gauche une fois sur l’oscilloscope (il devient rouge) et aller sur le menu 'debug' (Mise au point) puis valider sur 'reset popup windows' (Réinitialiser fenêtres popup). Vous pouvez alors relancer la simulation.

Pour figer la fenêtre de l'oscilloscope vous pouvez cliquer sur 'one-shot'

a) Lancez la simulation et décrire ce qui se passe.
b) Relevez la courbe obtenue sur l'oscilloscope.

On rajoute maintenant un condensateur de 1μF en parallèle de la résistance R1.
c) Lancez la simulation et décrire ce qui se passe.
d) Relevez la courbe obtenue sur l'oscilloscope.


On Modifie maintenant la valeur du condensateur : on le prend à 10μF.
e) Lancez la simulation et décrire ce qui se passe.
f) Relevez la courbe obtenue sur l'oscilloscope.


On Modifie maintenant la valeur du condensateur : on le prend à 100μF.

g) Lancez la simulation et décrire ce qui se passe.
h) Relevez la courbe obtenue sur l'oscilloscope.
i) Le nom du montage vous semble-t-il logique ?
j) Conclure sur le rôle du montage.