2016 :

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Catégorie : Exercices du BAC

Un flash d’appareil photographique est un dispositif produisant une lumière intense pendant une durée très brève. On l’utilise en général pour éclairer un sujet, une scène ou pour fixer des mouvements rapides. Il est alimenté par deux piles de 1,5 V chacune. Un système électronique transforme cette tension d’alimentation en une tension U = 330 V pour qu’elle puisse charger un condensateur de capacité C = 200 µF ± 10 %.

Afin d’obtenir la tension U nécessaire, la tension d’alimentation est dans un premier temps convertie en une tension alternative pour être ensuite élevée dans un transformateur. On obtient à la sortie du transformateur une tension alternative qu’il faut redresser et filtrer pour obtenir la tension continue U.

4.1. Etude du flash

4.1.1. Calculer l'énergie électrique stockée dans le condensateur de ce flash lorsqu'il est chargé.
On prendra C = 200 µF pour cette question. (0,25 point)

4.1.2. Le flash est déclenché grâce à l’énergie totale stockée dans le condensateur qui provoque un éclair d'une durée d'environ une milliseconde. Calculer la puissance électrique consommée pour produire cet éclair (0,25 point)

4.1.3. Indiquer la raison pour laquelle on doit élever la tension avant de l'appliquer aux bornes du condensateur. (0,25 point)

4.2. Étude expérimentale du circuit RC. 

Un groupe d’élèves se propose de vérifier la valeur de la capacité C de ce condensateur en réalisant le montage de la figure ci-contre dans lequel la force électromotrice du générateur de tension continue est E = 6 V.
A la date , le condensateur étant déchargé, ils ferment le circuit et parviennent à dresser le tableau de mesures suivant :

4.2.1. Calculer la valeur de la résistance R du circuit. (0,25 point)

4.2.2. Tracer la courbe traduisant les variations de l’intensité du courant en fonction du temps :

i = f(t). Echelle : 2 cm pour 10 s ; 2 cm pour 5 µA. (01 point)

4.2.3. Les élèves démontrent que l’intensité du courant électrique varie en fonction du temps selon la loi exprimée par :

4.2.3.1. Préciser les significations des grandeurs physiques notées par les lettres et .
(0,5 point)                          

4.2.3.2. Calculer l’intensité du courant dans le circuit à la date . (0,5 point)

4.2.3.3. Déterminer graphiquement la valeur de et en déduire la valeur de la capacité C de ce condensateur. Ce résultat est il conforme aux indications du fabricant ? (01 point)

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