Ondes et signaux - Spécialité

Dynamique d'un système électrique

Exercice 1 : Déterminer la durée de recharge d'une batterie connaissant l'intensité et la capacité

Un élève possède une batterie déchargée. Il sait que \( I = 690\:mA \) et \( Q = 414\:C \).

Calculer la durée de recharge \( \Delta t \) de la batterie.
On donnera le résultat suivi de l'unité.

Exercice 2 : Déterminer la capacité d'une batterie connaissant la durée de rechargement pour une intensité de courant donnée

Un élève possède une batterie dont la durée de recharge est \( \Delta t = 54\:min \) lorsqu'elle est soumise à un courant d'intensité \( I = 0,7\:A \).

Déterminer la capacité \( Q \) de la batterie.
On donnera le résultat avec 2 chiffres significatifs suivi de l'unité qui convient.

Exercice 3 : Utilisation du modèle du condensateur

Dans cet exercice, on donnera toute les valeurs avec deux chiffres significatifs et l'unité correspodante.

On considère un condensateur de capacité \( C \) entre les bornes duquel on règle la tension \( U_{AB} \) et dont les armatures portent les charges électriques \( q_A \) et \( q_B \).

Compléter le tableau suivant :
{"header_top": ["\\( U_{ BA } \\)", "\\( C \\)", "\\( q_A \\)", "\\( q_B \\)"], "data": [["5,3 V", "?", "?", "1,2 \\times 10^{-5} C"], ["1,6 mV", "5,1 mF", "?", "?"], ["?", "9,9 F", "-4,4 \\times 10^{1} C", "?"]], "header_left": []}

Exercice 4 : Champs et forces - Electrostatique

Dans tout l'exercice, l'unité retenue pour exprimer l'intensité d'un champ électrique est le \( V \cdot m^{-1} \).

Soit un champ électrostatique \( \overrightarrow{E} \) uniforme à l'intérieur d'un condensateur.
Dans ce condensateur, une particule de charge \( q = 1,1\:mC \) subit une force \( \overrightarrow{F} \) telle que \( F = 8,9 \times 10^{-2}\:N \).

Quelle est la valeur \( E \) de l'intensité électrique du champ ?
On donnera le résultat avec 2 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
Calculer la valeur \( E' \) du champ électrostatique entre les armatures parallèles du condensateur distantes de \( 0,10\:mm \) quand le condensateur est chargé sous une tension de \( 12\:V \).
On donnera le résultat avec 2 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
En déduire la valeur \( F' \) de la force que subirait une particule de charge \( q' = 9,1\:nC \) placée entre les armatures de ce condensateur.
On donnera le résultat avec 2 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.

Exercice 5 : Décharge d’un condensateur - Lecture graphique

Dans tout l'exercice, on utilisera les valeurs de \( \tau_1 \) et \( \tau_1 \) approchées à \( 0,1s \) et les valeurs exactes données ou calculées pour les autres grandeurs.

Un condensateur de capacité \( C \) initialement chargé est associé en série avec un dipôle ohmique de résistance \( R \) réglable.
On donne la tension aux bornes du condensateur en fonction du temps lors de la décharge.
La courbe bleue est obtenue pour \( R = R_1 = 67 kΩ \), la courbe rouge pour \( R = R_2 \).

Déterminer graphiquement le temps caractéristique \( \tau_1 \) de la courbe associée à \( R_1 \).
On donnera un résultat arrondi à \( 0,1s \), suivi de l'unité qui convient.
Calculer la valeur de \( C \) à partir de \( \tau_1 \).
On donnera un résultat avec 2 chiffres significatifs, et suivi de l'unité qui convient.
En déduire la valeur de \( R_2 \).
On donnera un résultat avec 2 chiffres significatifs, et suivi de l'unité qui convient.
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False