Lorsqu’on bascule l’interrupteur K à la position (2), la diode électroluminescente s’allume pendant un certain temps. Cela indique qu’un courant électrique apparaît pendant quelques instants dans le circuit (2).
❓ D’où vient ce courant électrique ?
(c) Interprétationالتفسير
Le courant transitoire apparaît dans le circuit est dû au déplacement des électrons quand le condensateur est branché avec le générateur (position 1).
📌 Schéma : accumulation d’électrons sur l’armature B, défaut sur l’armature A
💡 Interprétation :
Le générateur provoque une accumulation d’électrons sur l’armature B (reliée à la borne −) et un défaut d’électrons sur l’armature A (reliée à la borne +).
L’armature A se charge positivement (\(q_A > 0\)) et l’armature B se charge négativement (\(q_B < 0\)).
Une tension électrique apparaît entre les armatures : le condensateur se charge.
\(q = q_A = -q_B\)
\(q\) : charge du condensateur (charge de l’armature positive) – unité : Coulomb (C).
🔁 Décharge du condensateur
Quand on bascule l’interrupteur K à la position (2), les électrons accumulés sur l’armature B du condensateur reviennent à leur position d’origine, ce qui provoque le passage d’un courant électrique dans le circuit (2). C’est ce qui conduit à l’allumage de la LED. On dit que le condensateur se décharge dans la diode.
②③ Relation entre l’intensité de courant et la charge du condensateurالعلاقة بين شدة التيار وشحنة المكثف
L’intensité du courant électrique représente le débit des charges électriques, c’est-à-dire la quantité d’électricité reçue par l’armature par unité de temps.
\(i = \dfrac{dq}{dt}\)
Avec :
\(i\) : intensité du courant (A)
\(q\) : charge du condensateur (\(q = q_A\)) (C)
📌 Remarque : Pour une intensité de courant constante, la relation devient :
\(I = \dfrac{q}{\Delta t}\)
②④ Relation entre la charge du condensateur et la tension à ses bornesالعلاقة بين شحنة المكثف والتوتر بين طرفيه
🔬 Activité 2 : Montage expérimental
📌 Montage : générateur de courant idéal (\(I_0 = 1\ \text{mA}\)) + condensateur + interrupteur K.
📌 Figure 2 : Variation de \(u_C\) en fonction du temps (charge à courant constant)
📐 Résultat de l’expérience
Pour un courant de charge constant \(I_0\), la tension \(u_C\) aux bornes du condensateur augmente linéairement avec le temps :
\(u_C(t) = \dfrac{I_0}{C} \cdot t\)
Or, pendant la charge à courant constant, la charge du condensateur est : \(q = I_0 \cdot t\).
On en déduit la relation fondamentale :
\(\boxed{q = C \cdot u_C}\)
où \(C\) est la capacité du condensateur (unité : farad, F).
📌 Récapitulatif – Relations fondamentales du condensateurملخص
🔋 Charge q
\(q = C \cdot u_C\) (Coulomb)
⚡ Intensité i
\(i = \dfrac{dq}{dt}\) (Ampère)
📐 Capacité C
\(C = \dfrac{q}{u_C}\) (Farad)
🔁 Charge constante
\(I = \dfrac{q}{\Delta t}\)
💡 À retenir : La charge \(q\) d’un condensateur est proportionnelle à la tension \(u_C\) à ses bornes. Le coefficient de proportionnalité est la capacité \(C\). De plus, l’intensité du courant est la dérivée de la charge par rapport au temps.