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Université Ibn Tofail
Faculté des Sciences
Kénitra

Nom :

Prènom :

Nom :

Prènom :

Nom :

Prènom :

Module

:

Filière

:

semestre

:
Diel

Cal 1

M.O

Cal 2

TP de physique6-S4 :2013-2014

TP réaliser par Ayoub 

1

I.





II.

Objectifs:
Mesure de la charge Q absorbée par un condensateur à plaques en
fonction de la tension U appliquée.
Détermination de la capacité C en fonction de la surface des
armatures A.
Détermination de la capacité C en fonction de la distance d entre les
plaques.
Comparaison avec les valeurs théoriques.

Notion de base :
Le condensateur à plaques est le type de condensateur le plus simple.Sa capacité
est donné par la formule :

𝐶=

𝑄
𝑈

Avec
𝑄: 𝑐𝑕𝑎𝑟𝑔𝑒 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏é𝑒
et
𝑈: 𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑎𝑝𝑝𝑙𝑖𝑞𝑢é𝑒
C dépend de la surface des armatures S,de la distance d qui les sépare et du
matériau(électriquement non conducteur) entre les armatures.
On a pour la capacité du conducteur à armatures :


−𝑄 −




𝐴

𝐴

𝐶=

𝜀𝑆
𝑑

+
+
+𝑄
+
+
+

𝑑

𝑈

III. Manipulation :
1) Partie pratique 1 :
 On régle une distance entre les plaques d=4mm.
 On varie la tension appliquée U et on releve la charge Q absorbée.

Tension appliquée U en volts

Charge du condensateur en nC

50
100
150
200
250
300

4.5
9
15
18
25
30

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TP réaliser par Ayoub 

2

1) On mesure les cotés du condensateur et on calcule sa surface :
 La largeur : 𝐿 = 28.4 𝑐𝑚

𝑕 = 28.2 𝑐𝑚
 La surface : 𝑆 = 𝐿 × 𝑕
⇒ 𝑆 = 800,88 𝑐𝑚2
 La hauteur :

2) On trace la courbe Q=f(U) et on en deduit la capacité C en pF :

𝑄

On a 𝐶 = 𝑈

⇒ 𝑄 = 𝐶 × 𝑈 et le graphe de Q=f(U) est linéaire c-à-d

𝑄 = 𝐴 × 𝑈 avec A est la pente du graphe ,par identification 𝐴 = 𝐶

𝐶=𝐴=

30−4,5



300−50



𝐶 = 0.102 𝑛𝐹

𝐶 = 102 𝑝𝐹

3) On determine l’incertitude théorique Δ𝐶 :
On a 𝐶 =

𝜀𝑆



log 𝐶 = log 𝜀 + log 𝑆 − log 𝑑
𝑑𝐶 𝑑𝜀 𝑑𝑆 𝑑𝑑

=
+

𝐶
𝜀
𝑆
𝑑

𝑑



Δ𝐶

𝐶

=

Δ𝑆

𝑆

⇒ Δ𝐶 = 𝐶
A.N : ⇒ Δ𝐶 = 102

0.01
800.88

+

+

Δ𝑆

𝑆

Δ𝑑

+

1

𝑑
Δ𝑑

𝑑


4

Δ𝐶 = 25,50 𝑝𝐹

4) On calcule la surface du condensateur plan
On a 𝐶 =
A.N :

𝜀𝑆
𝑑

𝑆=



𝑆=

𝐶𝑑
𝜀

102×10 −12 ×4×10 −3
8.8×10 −12



𝑆 = 463.63 𝑐𝑚2

2) Partie pratique 2 :
La mesure de la charge Q absorbée par le condensateur plan en fonction
de la distance d entre les deux armatures et pour une tension appliquée
U=300V.
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3

1) On remplie le tableau suivant :
Q (nC)
d (mm)
4
5
6
7
8

C (pF)
176.19
140.95
117.46
100.68
88.1

30
23
19.5
17
14
1

2) On trace la courbe 𝐶 = 𝑓(𝑑 ) :



Son allure est une droite qui passe par l’origine du repère*point (0,0)+
3) On determine l’incertitude théorique Δ𝐶 en fonction de Δ𝑆 et Δ𝑑
On a 𝐶 =

𝜀𝑆



log 𝐶 = log 𝜀 + log 𝑆 − log 𝑑
𝑑𝐶 𝑑𝜀 𝑑𝑆 𝑑𝑑

=
+

𝐶
𝜀
𝑆
𝑑

𝑑



Δ𝐶

𝐶

=

⇒ Δ𝐶 = 𝐶

Δ𝑆

𝑆

+

Δ𝑆

𝑆

Δ𝑑

+

𝑑
Δ𝑑

𝑑

4) On ne peut pas tracer 𝐶 = 𝑓(𝑑) car on ne peut pas exprimé C en
fonction de 𝑑 par ce que C est proportionnel à l’inverse du 𝑑 et ça
est vue facilement d’aprés la relation 𝐶 =

𝜀𝑆
𝑑

⇒ 𝐶 =𝜀𝑆×

1
𝑑

5) On calcule la surface du condensateur en 𝑐𝑚2
On a 𝐶 =
A.N :

𝜀𝑆
𝑑

𝑆=



𝑆=

𝐶𝑑

𝜀
176.19×10 −12 ×4×10 −3
8.8×10 −12



𝑆 = 800.86 𝑐𝑚2

3) Partie pratique 3 :
La mesure de la charge Q absorbée par le condensateur plan rempli
d’une plaque de verre en fonction de la tension appliquée U=300V a
donné le tableau suivant :
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4

Tension appliquée U en volts

Charge du condensateur en nC

50
100
150
200
250
300

27
54
90
108
150
180

1) On trace la courbe 𝑄 = 𝑓(𝑈) et on en deduit la capacité 𝐶 en pF

On a 𝐶 =

𝑄

⇒ 𝑄 = 𝐶 × 𝑈 et le graphe de Q=f(U) est linéaire c-

𝑈

à-d 𝑄 = 𝐴 × 𝑈 avec A est la pente du graphe ,par identification 𝐴 = 𝐶

𝐶=𝐴=

180−27



300−50



𝐶 = 0.612 𝑛𝐹

𝐶 = 612 𝑝𝐹

2) On determine la permitivité dielectrique 𝜀𝑟 du verre.
𝐶=

𝜀𝑆
𝑑



𝜀=

𝐶𝑑
𝑆

612×10 −12 ×4×10 −3

A.N :

𝜀=

Et on a

𝜀 = 𝜀0 × 𝜀𝑟

800.88×10 −4



𝜀 = 3.056 × 10−11 𝐹/𝑚

𝜀

⇒ 𝜀𝑟 =
𝜀0
A.N :

TP de physique6-S4 :2013-2014

𝜀𝑟 =

3.056×10−11
8.8×10−12



𝜀𝑟 = 3.47 𝐹/𝑚

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