FEUILLE D`EXERCICES : Condensateur en transitoire.

FEUILLE D'EXERCICES : Condensateur en transitoire.
EXERCICE 1.: Charge et décharge d’un condensateur avec une source de courant
I0
Vs
C
1µ
Condition initiale : Uc = 0V
1.1. Donner l’équation de charge d’un condensateur à courant constant.
1.2. Calculer Vs aux temps t1 = 1,5ms , t 2 = 3ms , t3 = 3,5ms et t 4 = 4ms .
1.3. Tracer le chronogramme de Vs.
I0
+5mA
1ms
2ms
3ms
4ms
t
-5mA
Vs
10V
t
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EXERCICE 2.: Charge et décharge d’un condensateur avec une source de tension
R1
E
1k
2
C2
1µF
Vs
1
Condition initiale : Uc = 0V
2.1. Calculer la constante de temps.
2.2. Calculer Vs aux temps t1 = 1,5ms , t 2 = 3ms , t3 = 3,5ms et t 4 = 4ms .
2.3. Tracer le chronogramme de Vs et Ur.
E
10V
1ms
2ms
3ms
4ms
t
V
t
Ur
t
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EXERCICE 3.:
R1
E
1k
R2
2,2k
C3
1µF
Vs
Condition initiale : Uc = 0V
3.1. Transformer une partie du schéma afin de la simplifier.
3.2. Calculer Vs aux temps t1 = 1,5ms , t 2 = 3ms , t3 = 3,5ms et t 4 = 4ms .
3.3. Pour quelle valeur du temps t a-t-on Vs=0 ?
3.4. Tracer le chronogramme de Vs.
E
+10V
-2V
1ms
2ms
3ms
4ms
t
Vs
10V
t
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EXERCICE 4.:
1
E
10V
2
R
K
1
C
800µ
Vs
Condition initiale : Uc = 0V
4.1. Le condensateur est complètement déchargé. On positionne l’interrupteur K en position 1. Au
bout de combien de temps la ddp aux bornes du condensateur atteindra 6V ?
4.2. Le condensateur est chargé à 10V, on positionne l’interrupteur sur la position 2. Déterminez la
valeur de la ddp aux bornes du condensateur au bout de 5 secondes.
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EXERCICE 5.:
R
1
1
E 10V
R
2
K
1
Vs
C
1µ
Condition initiale : Uc = 0V
5.1. Calculer la constante de charge.
5.2. Calculer la constante de décharge.
5.3. Calculer Uc à t1 = 1,5ms .
5.4. Calculer à quel instant Uc = 1V.
5.5. Tracer le chronogramme de Vs.
K sur 1
K sur 2
1ms
2ms
3ms
4ms
t
Vs
10V
t
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EXERCICE 6.:
C
E
0,1µ
Vs
R
10
Condition initiale : Uc = 0V
6.1. Calculer la constante de temps du circuit.
6.2. Sans calculer Uc, tracer Uc et Vs.
E
10
10ms
20ms
30ms
40ms
t
V
t
U
t
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EXERCICE 7.:
C
E
0,1µ
R
10
D
Vs
Condition initiale : Uc = 0V
7.1. Calculer la constante de temps du circuit.
7.2. Si E=10V, quel est l’état de D ? Si E=0V, quel est l’état de D ?.
7.3. Sans calculer Uc, tracer Uc et Vs.
E
10
10ms
20ms
30ms
40ms
t
V
t
U
t
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EXERCICE 8.:
C8
E2
0,1µF
R8
10k
D
Vs
Condition initiale : Uc = 0V
8.1. Calculer la constante de temps du circuit.
8.2. Si E=10V, quel est l’état de D ? Si E=0V, quel est l’état de D ?.
8.3. Sans calculer Uc, tracer Uc et Vs.
E
10
10ms
20ms
30ms
40ms
t
V
t
U
t
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EXERCICE 9.:
VCC=12V
R10
1k
R
Q
E
C
0,47µF Vs
Condition initiale : Uc = 0V
9.1. Calculer Ic quand Q1 est saturé.
9.2. Calculer R9 pour saturer Q1. Donner la valeur de R9 pour un facteur de sursaturation de 4.
9.3. Tracer le chronogramme de Vs.
E
5
1ms
5ms
10ms
t
V
t
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EXERCICE 10.:
U1A
1
2
Vs
&
3
Vdd
4093
2
Ve
R11
1
1
Vs
C10
2
Ve
Vn Vp Vdd
Caractéristique de transfert du 4093
Condition initiale : Uc = 0V
10.1. Tracer le chronogramme de Vs.
10.2. Exprimer la période de Vs en fonction de VDD, Vn, Vp, R11 et C10.
10.3. Proposer une structure permettant d’avoir un temps de charge indépendant du temps de
décharge.
V
VD
V
V
t
V
t
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EXERCICE 11.:
VD
Vs
R1
10k
C1
Vdd
U1
&
0,1µF
Ve
409
Vi
Vs
Ve
Vn Vp Vdd
Caractéristique de transfert du 4093
Condition initiale : Uc = 0V
11.1. Tracer le chronogramme de Vs et de Vi.
V
VD
V
V
20ms
V
40ms
t
VD
V
V
V
t
VD
V
V
t
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EXERCICE 12.:
Vs
C12
U2B
5
6
0,1µF
Ve
Vi
&
R13 4093
10k
Vdd
4
Vs
Ve
Vn Vp Vdd
Caractéristique de transfert du 4093
Condition initiale : Uc = 0V
12.1. Tracer le chronogramme de Vs et de Vi.
V
VD
V
V
20ms
V
40ms
t
VD
V
V
V
t
VD
V
V
t
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EXERCICE 13.:
R1
3,3k
Vs
U3
1
2
R1
E
2,2k
D
&
Vdd
3
401
Vs
C1
0,15µF
Ve
Vdd/2 Vdd
Caractéristique de transfert CMOS
Condition initiale : Uc = 0V. La diode est supposée parfaite.
13.1. Si .E=12V, quel est l’état de D ? Et si E=0V ?
13.2. Calculer la constante de temps pour la charge, puis pour la décharge du condensateur.
13.3. Calculer le temps mis par le condensateur pour passer de 0V à Vdd/2. Puis pour passer de Vdd
à Vdd/2.
13.4. Tracer le chronogramme de Vs.
E
Vdd
0,2ms
1ms
2ms
t
V
t
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EXERCICE 14.:
VCC=12V
R16
BP
Vs
R17
C14
Condition initiale : Uc = 0V.
14.1. Tracer le chronogramme de Vs et Uc.
Uc
VCC
t
V
BP
relaché
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BP
enfoncé
BP
relâché
t
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