6. Le dipôle RC

2ème Bac scientifique · Physique-Chimie · Chapitre 6ثنائي القطب RC

≈ 6 minÉlectricité2 exemples4 questions

شحن وتفريغ مكثف عبر موصل أومي: ثابتة الزمن τ = RC.

Φملخص الدرس

المكثف

q = C uC (C بالفاراد) ؛ i = dq/dt = C duC/dt. الطاقة المخزونة: Ee = (1/2) C uC². التوتر uC متصل (لا قفزة).

التجميع: على التوازي C = C₁ + C₂ ؛ على التوالي 1/C = 1/C₁ + 1/C₂.

الشحن تحت توتر E

المعادلة: RC duC/dt + uC = E. الحل: uC(t) = E(1 − e−t/τ) مع τ = RC.

i(t) = (E/R) e−t/τ. عند t = τ، uC = 63 % من E؛ ويُبلغ النظام الدائم قرابة 5τ.

التفريغ

RC duC/dt + uC = 0 ⇒ uC(t) = E e−t/τ ؛ عند t = τ يتبقى 37 % من E.

تحديد τ

مبيانيًا: أفصول نقطة المنحنى حيث uC = 0,63E (الشحن)، أو تقاطع المماس في الأصل مع المقارب u = E.

✎أمثلة محلولة

مثال 1

R = 10 kΩ و C = 100 µF و E = 12 V. احسب τ و uC عند t = 2 s أثناء الشحن.

عرض الحل
τ = 10⁴ × 10⁻⁴ = 1 s. uC(2) = 12(1 − e⁻²) ≈ 12 × 0,865 ≈ 10,4 V.

مثال 2

الطاقة المخزونة في مكثف C = 2 µF مشحون تحت 100 V؟

عرض الحل
Ee = 0,5 × 2 × 10⁻⁶ × 100² = 0,01 J.

?اختبر نفسك

اضغط على الجواب الصحيح.

  1. τ = ؟

    الجواب
    ب) RC — الوحدة: الثانية.
  2. عند t = τ أثناء الشحن، uC = ؟

    الجواب
    ب) 63 % من E — 1 − e⁻¹ ≈ 0,63.
  3. المقدار المتصل في دارة RC هو…

    الجواب
    ب) uC — وإلا لكان التيار لانهائيًا.
  4. طاقة مكثف:

    الجواب
    أ) Cu²/2 — Ee = Cu²/2.

Résumé rédigé par Nqraw selon le programme officiel marocain.

Publications similaires

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *