Tricky Circuit

Filtre passe-haut résistance–condensateur

Laisse passer les changements rapides

RC signifie Resistor Capacitor : résistance et condensateur forment un passe-haut qui atténue les changements lents et transmet les plus rapides. Le gain est le rapport des amplitudes de sortie et d’entrée ; le hertz (Hz) compte les cycles par seconde. Un nanofarad (nF) vaut un milliardième de farad, une milliseconde (ms) un millième de seconde.

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TABLE D’EXPÉRIENCES

Modifie les réglages du circuit, prédis les mesures puis vérifie un défi. Ce sont des modèles pédagogiques ; chaque leçon explique leurs hypothèses.

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Pourquoi cela fonctionne

Sinusoïde idéale en régime établi, sans charge, sortie aux bornes de la résistance. Le gain compare les amplitudes, pas les puissances ; transitoires de démarrage et de tension constante omis.

R est la résistance, C la capacité, f la fréquence du signal et fc la coupure. fc = 1/(2πRC) ; gain = f/√(f² + fc²) ; constante de temps τ = RC. À la coupure, le gain vaut environ 70.7 %, pas zéro.

Difficulté
  1. Construis · Construis le circuit

    Alimente avec 10 kΩ, 100 nF et 100 Hz. Lis un gain proche de 53.2 %.

    Besoin d’un indice ?

    R = 10 kΩ; C = 100 nF; f = 100 Hz → 53.2%

  2. Explore · Change une grandeur

    À 10 Hz, ajuste R et C pour un gain au plus 10 %.

    Besoin d’un indice ?

    R = 10 kΩ; C = 100 nF; f = 10 Hz → 6.27%

  3. Résous · Relève le défi

    À 1000 Hz, atteins au moins 98 % de gain avec coupure entre 150 et 170 Hz.

    Besoin d’un indice ?

    R = 10 kΩ; C = 100 nF; f = 1000 Hz → 98.76%

Lectures complémentaires et fiches de circuits

Laisse passer les changements rapides

Une règle utile

Le passe-bas a une résistance série et un condensateur vers 0 V. Échanger leurs places en gardant la sortie sur le composant du bas donne ce passe-haut : condensateur série et résistance vers 0 V.

Au-delà du modèle

Augmenter R ou C abaisse la coupure. À fréquence d’entrée identique, ce passe-haut transmet alors davantage d’amplitude.

Un piège à éviter

Un condensateur série ne transmet pas également tous les signaux variables : les changements lents peuvent être très atténués.

R double avec C et fréquence d’entrée fixes. Le gain passe-haut…

  1. augmente
  2. diminue
  3. devient exactement 100 %
Pour aller plus loin

La coupure est divisée par deux ; le même signal se situe plus au-dessus et subit moins d’atténuation.

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