Sujet : question condensateur Nouveau | De marcel warin Le 01-04-2014 à 16:03 sta |
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Vu sur un autre site:
vous prenez un condensateur à air, vous le chargez sur une tension puis vous le débranchez, ensuite vous multipliez par 2 la distance entre les plaques......que devient la tension.....et la charge.....
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Sujet : question condensateur Nouveau | De Dominique Lambert Le 01-04-2014 à 16:33 sta |
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Je me lance...
La tension doit augmenter et la charge diminuer.
J'ai une chance sur deux.
Quant aux poportions.
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Sujet : question condensateur Nouveau | De Dominique Lambert Le 01-04-2014 à 16:34 sta |
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Proportions.
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Sujet : question condensateur Nouveau | De bthiry Le 01-04-2014 à 16:44 sta |
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au départ Q1 = C1 x U1
Q inchangé
C va varier en 1/d , dont C2 = C1/2
(C = 0 *A/d)
A =surface armatures et d =distance entre armatures, 0 = permittivité du vide
Q2 = C2 x U2 = Q1 = C1 x U1
C1/2 *U2 = C1x U1
U2 = 2x U1
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Sujet : question condensateur Nouveau | De Grenouille Le 01-04-2014 à 16:49 sta |
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C'est pour faire un doubleur de tension mécanique!...
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Sujet : question condensateur Nouveau | De Dominique Le 01-04-2014 à 16:49 sta |
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J'avais à moitié faux.
De toute façon, j'arrête l'informatique pour aujourd'hui : je vois passer de temps en temps une mouche à l'écran.
Il faut que je consulte rapidement.
Dominique.
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Sujet : question condensateur Nouveau | De fdevlos Le 01-04-2014 à 17:20 sta |
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Bonjour,
je ne suis pas sûr que l'hypothèse de bthiry qui consiste à dire que
q est conservée soit correcte. En augmentant la distance,
on arriverait à la contradiction C tend vers 0, U tend vers l'infini.
Je pense plutôt que q n'est pas conservé. Dans le cas simple de deux plaques espacées de e,
si l'on considère une des deux plaques, elle est consitutée de deux faces :
- une face avant en regard de la seconde plaque
- et une face arrière.
Si la distance e augmente, les charges migrent de la face avant vers la face arrière.
Il y a moins de charges sur la face avant, c'est la charge du condensateur. Elle diminue donc
et tend vers 0 lorsque e tend vers l'infini.
Les équations de bthiry deviennent :
Q2 = a x Q1 avec a inconnu mais a < 1
U2 = b x U1 avec b inconnu
ensuite : si C2 = C1/2 car la distance a doublé, on obtient ;
Q2 = C2 x U2 => a Q1 = C1/2 x b U1 => a Q1/U1 = b C1/2
or Q1/U1 = C1
donc : a C1 = b C1/2 soit a = b/2. a et b sont toujours indéterminés mais on peut
dire par exemple que si la charge est divisée par 4 alors la tension est divisée par 2.
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Sujet : question condensateur Nouveau | De f6cer Le 01-04-2014 à 17:32 sta |
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Bonjour
on consomme de l'energie electrostatique pour écarter les lames
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Sujet : question condensateur Nouveau | De gentil Le 01-04-2014 à 18:11 sta |
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Moi je dirais bien :
(La charge du condo ne change pas).
La valeur d'un condo est de : 0.0885 KS/e
K= 1 pour l'air, "S" Surface en Cm² et "e" espace en Cm.
La capacité d'un condo c'est aussi : Q/U
DONC : 0.0885KS/e = Q/U
On comprend donc que si e augmente, U augmente aussi car : U = eQ/0.0885KS.
Ca vous dit ?
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Sujet : question condensateur Nouveau | De f6cer Le 01-04-2014 à 18:19 sta |
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j'ai appuyé trop vite : on consomme de l'énergie donc la charge diminue jusqu'à arriver à celle correspondnat à la nouvelle valeur de capacité
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Sujet : question condensateur Nouveau | De Olivier Le 01-04-2014 à 20:01 sta |
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Bonsoir,
à mon (humble) avis, si le condensateur est débranché sa charge reste constante. Donc la tension double (Q=CU) puisque la capacité est divisée par 2.
Comme les 2 armatures s'attirent, il faut fournir de l'énergie pour les écarter.
O.D.
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Sujet : question condensateur Nouveau | De ON5WF Le 01-04-2014 à 20:34 sta |
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La charge ne change pas (les charges accumulées sur les plaques ne peuvent pas se sauver) et la tension est multipliée par deux car U = Q/C (C étant divisée par deux).
L'énergie emmagasinée est doublée car E = CU²/2. la différence d'énergie provient du travail effectué pour écarter les deux armatures;
Voilà voilà.
ON5WF
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Sujet : question condensateur Nouveau | De ON5WF Le 01-04-2014 à 20:35 sta |
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Re
Je suppose qu'on suppose qu'il s'agit d'un condensateur plan.
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Sujet : question condensateur Nouveau | De fdevlos Le 01-04-2014 à 20:44 sta |
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Si la charge Q ne change pas, comment expliquer que la tension ne tend
pas vers l'infini quand la capacité tend vers 0 (U = Q/C) ?
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Sujet : question condensateur Nouveau | De fdevlos Le 01-04-2014 à 21:01 sta |
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Faudrait que je ressorte mes cours d'électrostatique d'il y a 25 ans,
mais il me semble avoir déjà vu cette représentation ->
En écartant les plaques, la densité surfacique de charge diminue
par transfert des charges de l'autre coté. Lorsque e tend vers l'infini,
les charges dans chaque conducteur s'annulent totalement puisque plus rien
ne les obligent à rester sur une des faces et que le matériau est conducteur.
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Sujet : question condensateur Nouveau | De Julienbeta Le 01-04-2014 à 21:23 sta |
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bonsoir
intéressant ..
en augmentant la distance entre armature, la capacité diminue et la tension de claquage augmente ...
mais la charge en coulombs initiale ne change pas (avec un condensateur parfait ... sans pertes) ... à capacité inférieure il faut bien que l'équilibre reste ... la tension augmente non ?
mais bon .... c'est juste une déduction ...aucune certitude
Julien
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Sujet : question condensateur Nouveau | De ON5WF Le 01-04-2014 à 21:31 sta |
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"on arriverait à la contradiction C tend vers 0, U tend vers l'infini."
Ce n'est pas une contradiction. Si d tend vers l'infini, C tend logiquement vers zéro. La relation Q = CU étant indépendante de la distance, U doit tendre vers l'infini.
C'est logique car il faut une tension infinie pour produire un champ électrique non nul entre deux plaques séparées par une distance infinie [E (champ électrique) = U/d].
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Sujet : question condensateur Nouveau | De fdevlos Le 01-04-2014 à 21:54 sta |
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donc c'est la tension qu'il faudrait appliquer pour maintenir le même champ
électrique (c'est à dire maintenir la même charge)
mais pas celle qu'on observe lorsqu'on éloigne les plaques ...
Le champ diminue et tend vers 0 si on n'applique pas de tension. Enfin, il me semble ...
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Sujet : question condensateur Nouveau | De gentil Le 02-04-2014 à 00:00 sta |
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Bjr,
J'avais dit :
{
(La charge du condo ne change pas).
La valeur d'un condo est de : 0.0885 KS/e
K= 1 pour l'air, "S" Surface en Cm² et "e" espace en Cm.
La capacité d'un condo c'est aussi : Q/U
DONC : 0.0885KS/e = Q/U
On comprend donc que si e augmente, U augmente aussi car : U = eQ/0.0885KS.
}
Donc, pour continuer et répondre à la question originelle :
Q et S étant fixes, la tension devient proportionnelle à l'espace inter-plaques.
La charge reste fixe et la tension double.
Ma démo est-elle érronée ?
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Sujet : question condensateur Nouveau | De F6FLC Le 02-04-2014 à 00:30 sta |
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Bonjour,
j'ai la réponse :
on est le premier avril
Michel...
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Sujet : question condensateur Nouveau | De XYZ du 56 Le 02-04-2014 à 01:18 sta |
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Perdu: on est le 2 Avril!
30 mns de retard à l'affichage.
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Sujet : question condensateur Nouveau | De fdevlos Le 02-04-2014 à 05:53 sta |
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Bonjour,
@gentil : le raisonnement est correct mais comme il aboutit à une
conclusion manifestement fausse, il ne fait que prouver que
l'hypothèse de départ est fausse.
Je dis que la conclusion (U proportionnel à e) est fausse car cela voudrait
dire que si vous éloignez les armatures de plusieurs mètres
la tension deviendrait extrèmement grande entre cette armature et l'autre.
Faite le même raisonnement avec un CV qu'on ouvre complètement après
l'avoir chargé puis déconnecté, vous verrez qu'il y a un problème : U finirait
par dépasser la tension de claquage !
A ne pas confondre avec le fait qu'il faudrait effectivement appliquer
une tension très grande pour charger un condensateur dont les armatures
sont espacées de plusieurs mètres.
Bonne journée
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Sujet : question condensateur Nouveau | De ON5WF Le 02-04-2014 à 08:15 sta |
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Ne pas perdre de vue que nous avons affaire ici à une expérience purement théorique.
Le condensateur doit être complètement isolé, électriquement parlant!
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Sujet : question condensateur Nouveau | De ON5WF Le 02-04-2014 à 08:17 sta |
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Re
Je suppose aussi que l'énergie nécessaire pour écarter les plaques vient de "l'extérieur".
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Sujet : question condensateur Nouveau | De Jacques (webmestre) Le 02-04-2014 à 08:43 sta |
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Le rapprochement avec le CV chargé qu'on ouvre est excellent.
Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme. C'est vrai en théorie pure mais dans la réalité, rien n'est parfait à commencer par le diélectrique.
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Sujet : question condensateur Nouveau | De f6cer Le 02-04-2014 à 09:35 sta |
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Bonjour
suite :
Energie stockée dans un condensateur : E= Q^2/2.C
Force electrostatique de icelui F= k. Q^2/d^2
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Sujet : question condensateur Nouveau | De jcj Le 02-04-2014 à 10:44 sta |
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C'est à rapprocher de l'électrophore de Volta :
fr.wikipedia.or...
Le principe d'augmenter la tension en écartant les armatures intervient aussi dans les machines électrostatiques pour créer des THT.
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Sujet : question condensateur Nouveau | De gentil Le 02-04-2014 à 11:30 sta |
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Bon, en cherchant sur la Toile, j'ai trouvé confirmation de mes dires.
C'est effectivement le principe même de la machine électrostatique pour obtenir de la HT.
Maintenant, s'ajoutent d'autres effets, qui sont les pertes dans l'espace inter-plaques. Ces pertes augmentent avec la tension.
De plus l'effet de bord sur les plaques augmente.
Finalement, si l'espace est très grand entre les plaque, les plaque ne seront vues que comme des points.
Donc, aux pertes près et aux pouïèmes de volt près, dûs à certains paramètres non pris en compte, la tension augmente comme augmente l'espace entre les plaques.
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Sujet : question condensateur Nouveau | De ON5MJ Le 02-04-2014 à 16:52 sta |
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Question corollaire: que se passe-t-il question tension et tout le reste, si on insère une lame de verre dans l'espace isolant ? Rappel le verre à un coefficient de 7 et il rentre progressivement (c'est d'ailleurs une façon de faire un CV haute tension bon marché).
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Sujet : question condensateur Nouveau | De fdevlos Le 02-04-2014 à 17:56 sta |
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Ok, on est tous d'accord finalement.
ON5WF a apporté la réponse à la contradiction du cas limite : il s'agit du cas idéal pour lequel la charge q reste constante.
Comme le disait Jacques, en pratique, cette charge ne peut rester constante,
ne serait-ce que par l'influence du moyen mis en oeuvre pour déplacer l'armature.
Le calcul du post d'hier 17h20 couvre tous les cas même si l'explication
de la perte est erronée (voir théorème de Gauss précisant la distribution des
charges dans une plaque):
- cas ideal pour a = 1, b = 2 x a = 2 :
q conservée, la tension augmente et est multipliée par 2 (bthiry, gentil, ON5WF ...)
- Deux cas avec perte de charge (c'est pas de l'hydraulique !):
. faible perte pour 0,5 < a < 1, b = 2 x a :
plus de la moitié de la charge subsiste, la tension augmente d'un facteur 2a < 2 (dominique)
. fortes pertes pour 0 < a < 0,5, b = 2a :
moins de la moitié de la charge subsiste, la tension diminue d'un facteur 2a < 1
Pour le corrolaire, d'ON5MJ, remplacer la relation b = 2a par b = a/7 si
7 est bien la permittivité relative du verre puisque c'est l'inverse, la capacité augmente.
Ce qui donne :
- cas ideal pour a = 1, b = 1/7 :
q conservée, la tension est divisée par 7
- cas avec perte de charge pour a < 1 et b = a/7 < 1/7:
q diminue, la tension est divisée par un facteur > à 7
Bon, c'est pas encore une publi dans Journal of electrostatics journals.elsevi... manque des résultats
expérimentaux donc exercice pratique :
1/ Prenez un CV et mesurez sa capacité maxi puis sa capacité résiduelle
2/ Soumettez-le à une tension continue de 100 V en position fermée,
3/ Déconnectez-le puis ouvrez-le complètement le plus précautioneusement possible.
4/ Mesurez la tension à ses bornes,
5/ En déduire les pertes de charges en Coulomb lors de la manoeuvre en supposant que votre voltmètre à une impédance infinie.
A vos paillasses !
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Sujet : question condensateur Nouveau | De Adams Le 02-04-2014 à 18:19 sta |
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Bonjour
<<4/ Mesurez la tension à ses bornes, >>
Pas facile à trouver , le voltmètre adéquat !
Tout le monde n'a pas un électromètre du genre de celui en PJ .
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Sujet : question condensateur Nouveau | De Adams Le 02-04-2014 à 18:35 sta |
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Sujet : question condensateur Nouveau | De marcel warin Le 02-04-2014 à 19:53 sta |
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Sur l'autre site le résultat est le meme: conservation de Q, et doublement de la tension, de mon coté je n'ai pas encore compris le pourquoi du doublement....ce que j'en tire comme conclusion c'est qu'il y a un stade ou le raisonnement ne suffit
plus, il faut faire appel aux formules...
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Sujet : question condensateur Nouveau | De ON5WF Le 02-04-2014 à 20:16 sta |
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Les formules sont données dans mon post du 01/04 de 20 h 34:
"La charge ne change pas (les charges accumulées sur les plaques ne peuvent pas se sauver) et la tension est multipliée par deux car U = Q/C (C étant divisée par deux).
L'énergie emmagasinée est doublée car E = CU²/2. la différence d'énergie provient du travail effectué pour écarter les deux armatures."
Pour la capacité: C = *S/d, pour un condensateur plan, avec:
: permittivité du milieu,
S: surface des armatures,
d: distance entre les armatures.
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Sujet : question condensateur Nouveau | De ON5WF Le 02-04-2014 à 21:30 sta |
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,
Histoire de titiller encore un peu vos neurones, voici un autre problème du même genre (déjà évoqué plus haut par fdevlos), extrait du bouquin de physique générale (tome 2) d'Alonso et Finn.
Réponses demain (enfin, peut être )
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Sujet : question condensateur Nouveau | De ON5WF Le 02-04-2014 à 21:46 sta |
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Re
il y a une erreur sur la figure: 0° correspond à 50 pF et 180° à 950 pF.
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Sujet : question condensateur Nouveau | De fdevlos Le 02-04-2014 à 22:31 sta |
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0,001364 J nécessaire pour tourner le bouton et amener la tension à 7600 V !!!
J'en laisse un peu aux autres ...
Ca tient une telle tension ces CV ?
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Sujet : question condensateur Nouveau | De fdevlos Le 02-04-2014 à 22:37 sta |
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erreur, lire 0,001368 J ...
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Sujet : question condensateur Nouveau | De grognon27 Le 02-04-2014 à 22:48 sta |
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Bonsoir
Hmmm ! J'ai fait les calculs avec la figure originale. Le rapport des condensateurs entre la position 0 et la position 180 est de 19.
Position 180° : le condensateur de 50 pF est chargé sous 400 V et cette charge est de 20 nCb (nanocoulombs). L'énergie du condensateur est de 4000 nJ (nanojoules).
Position 0° : le condensateur de 950 pF n'a plus que 400/19 V (soient 21,05 V) à ses bornes et la charge n'a pas changé, soient 20 nCb (nanocoulombs). L'énergie du condensateur est maintenant de 210,15 nJ (nanojoules).
Si le condensateur est monté sur roulements à billes (ou paliers magnétiques), chargé sous 400 V en position 180°, il va se mettre à tourner tout seul en position 0° de façon à ce que son énergie potentielle soit minimum ou que le flux entre les armatures dudit condensateur soit maximum. Quant à la disparition de l'énergie produite, elle se disperse en rayonnement ou en effet Pelletier ou que sais-je encore. Si l'on confine l'énergie du condensateur, il est alors possible qu'il se mette à tourner comme un pendule ou comme un ressort abandonné à lui-même.
En refaisant les calculs avec les nouvelles hypothèses, on trouverait 950 pF chargés sous 400 V ce qui donne 380 nCb et une énergie de 76 µJ. Puis 50 pF se retrouveraient survoltés à 7600 V ce qui donne une énergie de 1444 µJ. Le condensateur aura toujours tendance à se refermer et si l'on veut resortir les lamelles il faudra fournir de l'energie au bouton. Soit une énergie consistant à déplacer 0,14 N (ou à peu près 1,4 g) sur 1 cm... Si je ne me suis pas trompé.
A bientôt pour vos commentaires.
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Sujet : question condensateur Nouveau | De fdevlos Le 03-04-2014 à 06:32 sta |
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Une dernière pour la route :
e/ Le CV étant constitué de 20 lames mobiles et 20 lames fixes espacées de 0,1 mm, à partir de quel angle d'ouverture y a-t-il risque de formation d'un arc électrique si le taux d'humidité de l'air ambient est de 60 %.
Données : Champ disruptif de l'air sec : 3600 kV/m, Champ disruptif de l'air saturé en humidité : 1000 kV/m
Bonne journée
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Sujet : question condensateur Nouveau | De ON5WF Le 03-04-2014 à 08:12 sta |
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quelle est la vitesse du vent?
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Sujet : question condensateur Nouveau | De jcj Le 03-04-2014 à 10:25 sta |
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400V pour un espacement des lames de 0,1 mm, cela fait un champ de 4000kV/m (sans parler le l'augmentation du champ due aux effets de bords).
Le champ disruptif est toujours dépassé quelle que soit la valeur du condensateur.
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Sujet : question condensateur Nouveau | De ON5WF Le 03-04-2014 à 20:48 sta |
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Je vois que certains ont fait leur devoir. On a effectivement:
Q = 380 nC
U (CV ouvert) = 7600 V
Ei = 76 J et Ef = 1444 J
Travail à fournir pour ouvrir le CV: W = Ef - Ei = 1368 J.
Si l'on charge le CV ouvert, il va effectivement se fermer pour minimiser son énergie.
Je pense que l'énergie électrostatique va, dans un système parfait, se transformer essentiellement en énergie cinétique de rotation. En fin de course, on aura en principe un choc élastique et le système devrait se mettre à osciller comme un système masse - ressort.
Pour ce qui est de la rigidité diélectrique, le concepteur de l'exercice suppose peut être que le condensateur se trouve dans le vide ?
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Sujet : question condensateur Nouveau | De fdevlos Le 03-04-2014 à 20:52 sta |
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Exact, coquille dans le sujet, allez on prend 1 mm, en plus, le résultat semble être
"tout rond". Merci au betatesteur.
@marcel <<ce que j'en tire comme conclusion c'est qu'il y a un stade ou le raisonnement ne suffit plus, il faut faire appel aux formules ... >>
Erreur, si vous n'aimez pas les formules vous pouvez souvent raisonner
par analogie avec un problème de la vie courante pour avoir un résultat qualitatif.
En l'occurence, si vous êtes adepte de la plongée :
. prenez une bouteille de plongée munie d'un manomètre, remplissez là d'un gaz
et relevez la pression.
. Prenez ensuite un seconde bouteille dont le volume est moitié de la première. Transferez y la totalité du gaz de la première. Vous observerez que la pression dans cette bouteille sera double sous réserve de températures identiques.
L'analogie :
la bouteille = le condensateur
le volume de la bouteille = la capacité du condensateur
la quantité de gaz = la charge électrique
la pression = la tension.
On a divisé par deux le volume d'une même quantité de gaz, la pression est doublée.
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Sujet : question condensateur Nouveau | De fdevlos Le 04-04-2014 à 07:37 sta |
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Bonjour,
la question du mouvement est interessante mais à la louche :
l'energie potentielle est minimale en position fermée (C maxi)
mais semble être en 1/theta (theta angle d'ouverture pris cette fois-ci nul quand fermé)
Le couple de rappel est donc en 1/theta^2.
Ce couple est donc maxi à la position d'équilibre ce qui est très différent du comportement
du ressort spiral d'une montre par exemple pour lequel le couple est proportionnel à theta
et donc mini à la position d'équilibre, ce qui lui permet d'osciller.
Le condensateur va plutôt avoir tendance à se refermer sur sa butée comme attiré
par un aimant. Il peut un peu rebondir mais ça ne va pas durer très longtemps.
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Sujet : question condensateur Nouveau | De fdevlos Le 04-04-2014 à 08:24 sta |
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ceci dit, comme le dit ON5WF, si on est dans un cas idéal de choc élastique, c'est
à dire sans perte, la totalité de l'energie cinétique est restituée et la position initiale à nouveau atteinte, le système est alors oscillant mais selon un mouvement
non sinusoidal. On peut aussi imaginer que si on enlève les butées et que l'on communique une vitesse initiale le système se mette à tourner indéfiniment.
bonne journée
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Sujet : question condensateur Nouveau | De fdevlos Le 04-04-2014 à 08:29 sta |
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tiens, c'est le principe du moteur électrostatique ! unisciel.irenal...
vous connaissiez ?
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Sujet : question condensateur Nouveau | De jcj Le 04-04-2014 à 08:44 sta |
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"Ce couple est donc maxi à la position d'équilibre...".
N'y a-t-il pas une contradiction? Si le couple n'était pas nul le système ne resterait pas à l'équilibre.
Pour une analogie plus facile, on peut imaginer une bobine réglable par un "noyau plongeur" en fer (relais à noyau plongeur, vérin électrique,...).
Q = C x U à comparer avec i = (1/L) x ; = flux total dans la bobine.
Q constant à comparer i constant.
Si i constant, la bobine va "avaler" le noyau. Position d'équilibre = maxi , (1/L) mini -> L maxi
Si le noyau est horizontal et libre, il va osciller et finir par se stabiliser au centre de la bobine.
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Sujet : question condensateur Nouveau | De fdevlos Le 04-04-2014 à 09:41 sta |
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le couple maxi à la position d'équilibre n'est pas contradictoire.
A ce couple est opposée la réaction de la butée, c'est le même
cas que l'attraction gravitationnelle : la force de gravitation en 1/r^2
est maximale lorsque les deux masses interagissant sont accolées.
Même en l'absence de butée, il s'agit d'un couple de rappel qui
est maxi en valeur absolue.
En l'absence de butée, ça reste un couple de rappel, il est maxi en valeur absolue
mais discontinu en theta=0 puisque il change de signe au passage.
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Sujet : question condensateur Nouveau | De fdevlos Le 04-04-2014 à 09:54 sta |
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concrètrement, plus on ouvre le CV (dans un sens ou l'autre en l'absence de butée)
moins il résiste.
L'analogie avec la bobine est reliée à l'analogie moteur électrique/moteur électrostatique.
Le premier nécessite cependant l'apport de courant.
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Sujet : question condensateur Nouveau | De fdevlos Le 06-04-2014 à 07:24 sta |
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Bonjour,
J'ai creusé un peu plus le problème mécanique. J'en ai même fait un
sujet d'examen à des fins professionnelles. Merci aux participants
et à l'initiateur du fil pour les idées apportées.
Le raisonnement "à la louche" était un peu trop rapide.
C'est mieux quand on met sur le papier les choses. Quelques conclusions :
energie potentielle en A/(B-|theta|), en haut à gauche ->
couple de rappel en C/(Dtheta)^2, en bas à gauche ->
Le comportement est non-linéaire, très différent de celui d'un ressort
de torsion mais la force de rappel est bien croissante à mesure que le CV s'ouvre
contrairement à ce que je pensais dans un premier temps.
Les équations du mouvement mettent en évidence un comportement oscillatoire
si le CV sans butée est écarté de sa position d'équilibre puis laché sans vitesse initiale
ou avec une faible vitesse (en haut à droite) ->
Pour des vitesses intiales plus grandes, le CV tourne (en bas à droite) ->
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Sujet : question condensateur Nouveau | De fdevlos Le 06-04-2014 à 07:31 sta |
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suite :
L'animation du mouvement pour une vitesse initiale critique (regime oscillant/rotation) ->
Je tente l'envoi de cette animation dans un pdf.
Pour son utilisation, télécharger le fichier sur votre pc, puis ouvrez le avec acrobat.
Il est possible qu'acrobat vous demande de désactiver une protection.
Je peux transmettre le sujet et corrigé par MP (après la date de l'épreuve) à ceux qui seraient intéressés par ces développements et la simulation numérique en mécanique.
Bon dimanche
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Sujet : question condensateur Nouveau | De jcj Le 06-04-2014 à 10:06 sta |
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Pas réussi à faire fonctionner l'animation.
Les valeurs numériques correspondent-elle à un montage réaliste ? Peut-on imaginer un montage réel créant des couples de 5 Nm avec des forces électrostatiques ?
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Sujet : question condensateur Nouveau | De fdevlos Le 06-04-2014 à 11:01 sta |
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Ce sont les 950 pF, 50, pF et 400 V. Comme il en a été souvent question sur ce fil, c'est toute la différence entre un cas réel et un cas idéal comme ici.
Au début, j'avais modélisé le cas d'un capacité résiduelle nulle. Dans ce cas,
le potentiel tendait vers l' quand le CV était totalement ouvert ce qui constituait
une barrière de potentiel infranchissable. Le couple de rappel (opposée de la dérivée du potentiel) tendait lui aussi vers . Numériquement, ça s'observait par un regime oscillatoire quelque soit la vitesse initiale.
Ensuite, en introduisant une capacité résiduelle non nulle, on peut obtenir toutes
les valeurs de couple maximal possible. C'est un peu comme la tension qui devenait
infinie et qui me génait un peu au début de la discussion.
Pour le fichier, acrobat demande d'activer la prise en charge de contenus autr"fonctionnalités" dans un bandeau sous le menu.
Il propose d'approuver le document (copie d'écran) ->
Mais il faut d'abors le stocker sur disque. Promis, ce n'est pas un virus.
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Sujet : question condensateur Nouveau | De jcj Le 06-04-2014 à 17:14 sta |
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Bizarre...
A la louche :
Energie du condensateur fermé : theta = 0 , C = 450pF , U = 400 V -> 36µJ (microJoule)
Energie du condensateur ouvert : theta = , C = 50pF , U = 3600 V -> 324 µJ
Sur 1/2 tour -> Variation de l'énergie = 288 µJ.
Sans faire une intégration fine, en supposant un couple moyen :
Cmoyen = Energie/Théta
Cmoyen = 288.E-6/ = 91 microNm
On est très loin de couples de quelques Nm.
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Sujet : question condensateur Nouveau | De jcj Le 06-04-2014 à 17:52 sta |
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Pour fignoler un peu plus, mais comme je n'ai pas envi de faire du calcul intégral, je passe le problème à Excel ->
Calcul pas à pas pour des rotations de 0,5°.
A chaque ligne : calcul de la valeur du CV, de la tension, de l'énergie et du couple supposé constant pour passer d'une ligne à l'autre.
L'allure de la courbe semble correcte, mais pas les valeurs numériques du couple. Ou est l'erreur ?
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Sujet : question condensateur Nouveau | De fdevlos Le 06-04-2014 à 18:05 sta |
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Ca c'est du betatest !
En effet, les données de la simu étaient en réalité : C=950 nF et capacité résiduelle
de 50 nF pour U = 400 V. Donc rien à voir avec le problème initial.
J'ai refais les courbes avec celle du problème initial : C=950 pF, capacité résiduelle de 50 pF et U = 400 V donc pour reprendre votre calcul :
Energie du condensateur fermé : theta = 0 , C = 950pF , U = 400 V -> 76µJ
Charge : Q = 0,38 µC
Energie du condensateur ouvert : theta = , C = 50pF , U = Q/C = 7600 V -> 1444 µJ
Sur 1/2 tour -> Variation de l'énergie = 1368 µJ.
Cmoyen = 1368E-6/ = 435 µJ
Cette grandeur moyenne reste quand même différente de la pente locale
de l'energie à l'ouverture complète (en haut à gauche) qui est cette fois ci
de l'ordre de 8 mN.m ->
En bas à gauche, le couple avec ces données corrigées ->
L'allure est semblable à votre courbe excel.
L'animation fonctionne ? Sinon, je peux essayer d'envoyer le .avi en le renommant
en .pdf.
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Sujet : question condensateur Nouveau | De fdevlos Le 06-04-2014 à 18:11 sta |
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pour rappeler de bons souvenirs :
test
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Sujet : question condensateur Nouveau | De fdevlos Le 06-04-2014 à 18:16 sta |
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On n'est pas à Cusset, ça fonctionne : enregistrer la cible sous ... puis renommer en .avi et lancer.
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Sujet : question condensateur Nouveau | De jcj Le 06-04-2014 à 18:56 sta |
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OK, l'animation fonctionne, mais pas avec tous les logiciels. Ne marche pas avec le Lecteur Windows Media, mais marche avec VLC.
Et Excel est aussi d'accord pour la courbe de couple ->
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Sujet : question condensateur Nouveau | De fdevlos Le 08-04-2014 à 11:08 sta |
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Bonjour, merci pour l'info.
Concrètement ce pendule électrostatique pourrait être réalisé
avec deux demi-disques : un fixe et un mobile autour d'un axe.
Avec un diamètre de 36 cm et un espacement de 1 mm, on arriverait à 450 pF.
La position de l'axe permettrait de régler la capacité résiduelle.
On peut aussi imaginer combler l'espacement avec un diélectrique comme le proposait
ON5MJ. Il serait alors collé au demi-disque fixe, un film d'huile sur l'autre
face permettrait de réduire les frottements avec le demi-disque mobile.
Ce système pendulaire, placé en position horizontale pourrait permettre de mesurer
la permittivité relative de matériaux en mesurant la fréquence des oscillations.
Ici, quelques simulations pour l'air, le verre et la bakélite ->
L'épaisseur des demi-disques est réglée de manière à avoir une période de 1 min
pour l'air. Si la permittivité augmente, la période diminue.
Reste à réaliser le système pour confronter avec l'expérience. Si ça vous dit ...
Bonne journée.
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