Document Physique 3ème Année Secondaire تمارين حول الظواهر الكهربائية (المكثفة) في العلوم الفيزيائية

d التيار: حالة مولد تيار i= q t :قانون اوم للناقل الاومي uR= Ri الربط على التسلسل C= 1 C1 + 1 C2 + 1 C3 : ثابت الزمن τ= RC :التفريغ خالل التفاضلية المعادالت المقدار المعادلة التفاضلية حلها البيان uC 0 = uR+ uC ⇒0 = Ri+ uC ⇒0 = Rdq dt+ uC ⇒0 = Rd(uCC) dt + uC ⇒0 = RCduC dt+ uC uC= Ee−t τ q 0 = uR+ uC ⇒0 = Ri+ uC ⇒0 = Rdq dt+ q C ⇒RCdq dt+ q= 0 q= Q0e−t τ q= ECe−t τ i E= uR+ uC ⇒E= Ri+ q C باشتقاق الط رفين: 0 = Rdi dt+ dq Cdt ⇒0 = Rdi dt+ i C ⇒0 = RCdi dt+ i i= −E R e−t i= −i0 e−t uR E= uR+ uC E= uR+ q C :باشتقاق الطرفين 0 = duR dt+ dq Cdt ⇒duR dt+ 1 Ci= 0 ⇒duR dt+ uR CR= 0 uR= −E e−t :المكثفة في المخزنة الطاقة :الشحن خالل E(C) = 1 2 quC E(C) = 1 2 CuC2 t1 = τln ( √2 √2 −1 ) :التفريغ خالل E(C) = 1 2 quC E(C) = 1 2 CuC2 t1 2 = τ 2 ln 2

التمرين1

: تجريبية علوم باكالوريا2015 نحقق التركيب ة الكهربائية الموضحة بالشكل حيث المولد ثابت التوتر قوته المحركة الكهربائية E . يسمح جهاز اعالم آلي مزود ببرمجية مناسبة بمتابعة التطور الزمني للتوتر الكهربائي المطبق بين طرفي المكثفة . المكثفة في البداية فارغة . عند اللحظة t= 0 نغلق القاطعةK ونباشر عملي ة المتابعة ، فيعطي الحاسوب المنحنى البياني uc(t) = f(t) :المبين في الشكل في غياب الحاسوب ، ما هو الجهاز البديل الممكن استخدامه للقيام بعملية المتابعة؟ أعد رسم المخطط الدارة وبين عليها طريقة توصيل هذا الجهاز بالدارة لمتابعة تطور التوتر الكهربائي uc(t) بتطبيق قانون جمع التوترات ، أوجد المعادلة التفاضلية التي يحققها التوتر الكهربائي uc(t) تحقق أ ن العبارة : uc(t) = E(1 −e−t τ) هي حل للمعادلة التفاضلية السابقة. بين انuc(τ) = 0.63E ، ثم حدد بيانيا قيمة كال منE و τ استنت ج سعة المكثفة C

التمرين2

نحقق دارة كهربائية كما في الشكل تتكون من : ناقل اومي مقاومتهR= 100Ω قاطعة ، مكثفة سعتهاC مولد كهربائي توتره ثابتE= 5V نوصل الدارة بمدخلي راسم اهتزاز مهبطي ذي ذاكرة فتحصلنا ع لى المنحنى البياني كما في الشكل ما هي شحنة كل من اللبوسينA وB .بين كيفية توصيل راسم الاهتزاز المهبطي للحصول على البيان اكتب المعادلة التفاضلية للتوتر بين طرفي المكثفةuc : حل هذه المعادلة من الشكلuc= A+ Be−t τ حيث B ، A و τ .ثوابت يطلب تعيين عبارتها عرف ثابت الزمنτ وعين قيمته ، استنتج سعة المكثفةC احسب الطاقة المخنة في المكثفة عند نهاية الشح ن. بواسطة تجهيز مناسب نغير من المسافة التي تفصل بين لبوسي المكثفة . أ- من بين العبارات التالية اختر العبارة التي تعبر عن سعة المكثفة C= ε d S , C= ε S d , C= S ε d :حيثS ، مساحة سطح اللبوسd ، المسافة بين اللبوسينε ثابت يميز العازل. ب – ارسم كيفيا في نفس المعلم السابق شكل المنحنى الذي يمكن مشاهدته على شاشة الجهاز في حالة تقريب اللبوسين من بعضهما بمقدار النصف مع التعليل.

التمرين3

رياضيات باكالوريا2010 :نربط على التسلسل العناصر الكهربائية التالية  ناقل اومي مقاومتهR= 500Ω – قاطعةK  مولد كهربائي توتره ثابتE  مكثفة سعتهاC .غير مشحونة مكنت متابعة تطور التوتر الكهربائي uc(t) بين لبو