Résistance + condensateur
Capture le temps.
La tension d’un condensateur ne change pas instantanément. Observe sa charge, débranche la source et suis l’énergie.
- RC · Circuit résistance–condensateur
- Resistor–capacitor. R désigne la résistance, C la capacité. Ensemble, elles déterminent la vitesse de variation de la tension du condensateur.
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.
Connecte-toi pour enregistrer ta progression. La progression en mode invité reste sur cet appareil.
La résistance donne le rythme.
Circuit RC idéal, 5 V. À la coupure, la résistance est reliée au commun pour décharger. Fuites et ESR ignorées.
Module de délai = résistance + condensateur. τ = R × C. Après τ, la tension parcourt environ 63 % vers sa nouvelle valeur ; après 5τ, plus de 99 %. L’énergie se dissipe en chaleur dans la résistance. Sans chemin de décharge, le comportement change.
Difficulté
Construis · Stocke une charge
Allume et attends que la tension du condensateur dépasse 3 V.
Besoin d’un indice ?
10 kΩ et 100 µF donnent une constante de 1 seconde.
Explore · Ralentis le temps
Choisis R et C pour une constante de 2–3 secondes. Lance la charge.
Besoin d’un indice ?
Convertis kΩ en Ω et µF en F : 20 000 × 0,0001 = 2 secondes.
Résous · Stocke et libère
Règle τ sur 3–5 secondes. Charge au-delà de 4 V, débranche et vérifie pendant la décharge entre 1 et 3 V.
Besoin d’un indice ?
Une constante plus grande laisse plus de temps pour vérifier.
Lectures complémentaires et fiches de circuits
Donner au circuit le sens du temps
Un condensateur stocke de l’énergie dans le champ électrique entre conducteurs. Sa tension ne peut sauter instantanément sans impulsion de courant. Avec une résistance, il transforme un changement brutal en courbe progressive : le circuit garde une trace du passé récent.
τ = R × C → 10,000 Ω × 100 µF = 1 s
Pour un échelon de 0 à Vs : Vc(t) = Vs × (1 − e^(−t/τ)). En décharge vers la masse : Vc(t) = Vstart × e^(−t/τ). Ici, couper l’alimentation relie la résistance à 0 V pour permettre la décharge.
63 %, pas 100 %
Après une constante de temps, la charge depuis zéro atteint environ 63,2 % de la tension finale. Après cinq, environ 99,3 %.
La fin est la plus lente
Quand la tension du condensateur approche l’alimentation, il reste moins de tension sur la résistance. Le courant baisse et la charge ralentit.
L’énergie suit le carré de la tension
E = ½CV². À capacité égale, doubler la tension multiplie l’énergie stockée par quatre.
Un piège à éviter
Tout déconnecter n’est pas relier à la masse. Un condensateur idéal isolé conserve sa charge. Un vrai condensateur présente des fuites ; une charge supplémentaire modifie la décharge.
Tu doubles R sans changer C. La charge devient…
- deux fois plus lente
- deux fois plus rapide
- inchangée
Pour aller plus loin
La constante R × C double. Atteindre la même fraction de la tension finale prend deux fois plus de temps.
Mémoire lente
Observe la tension monter pendant plusieurs secondes.
τ = 4,4 s. Environ 22 s donnent 99,3 % de 5 V.
Réponse rapide
Compare cette courbe à la mémoire lente.
τ = 0,10 s. Après une demi-seconde, le condensateur est presque chargé.