Ce déclenchement doit de produire au plus tard au 1^er instant de la charge (décharge), pour ne perdre aucun point utile.

b. Synchro "Front"  

C'est la plus simple, et ne nécessitant aucun réglage, mais l'interrupteur du montage ci-dessus doit alors OBLIGATOIREMENT être l'inverseur déclencheur situé sur la platine de raccordement d'ORPHY.   Cet interrupteur est en réalité un interrupteur double, dont la partie visible est couplée mécaniquement à un 2è interrupteur (situé dans la platine), celui-ci envoie à chaque ouverture/ fermeture un "front" de tension sur l'entrée "front" d'Orphy (celle qui a été choisie au moyen de l'autre interrupteur: le déclencheur situé à côté): front montant à l'ouverture; et aussitôt après, un front descendant à la fermeture.

* Fonctionnement d'une "Synchro Front": voir les explications à la fin du chapitre (annexe).

F. Réglages d'acquisition

* avec ORPHY-PORTABLE2 et µUSB: brancher capsules ±6 V et ±6 V et Synchro (ou Synchro analogique).

* avec ORPHY-GTS2: la synchro seuil n'est possible que sur la voie EAD1 (entrée différentielle): il suffit donc de remplacer dans les indications précédentes (schéma et réglages!) EA0 par EAD1.

Charger l'acquisition pré réglée:

G. Variables transférées; changement d'origine éventuel

Ä t, uc, (et u_AM éventuellement, suivant que l'acquisition a été faite sur une ou deux voies).

	t en abscisses
	uc en ordonnées (à gauche)
	supprimer éventuellement uAM (dans la liste déroulante d'ordonnée correspondante, il faut sélectionner la ligne vide)

On a ainsi la représentation graphique de u_c=f(t).
Pour faciliter toute l'étude suivante, on a intérêt à avoir une courbe qui passe bien par l'origine (ou décharge débutant à t=0). Si ça n'est pas le cas, on peut effectuer un changement d'origine sur toutes les abscisses en choisissant 'origine abscisse' dans la liste déroulante des curseurs de la fenêtre 'Graphiques'; positionner alors à l'aide du pointeur le trait vertical apparu à l'emplacement de la nouvelle origine et cliquer-G après validation du message de confirmation, les abscisses du tableau de 'Variables' ainsi que le graphique sont actualisés immédiatement.

III Étude de l'intensité i(t)

Dans le cas d'une acquisition sur deux voies, l'intensité se déduit par la loi des mailles. Revenir dans la fenêtre 'Grandeurs', onglet 'Expressions', et saisir directement dans une nouvelle ligne de ce 'mémo':

i=(utot - uc) / 8k

pour créer la nouvelle grandeur i, et valider par la touche 'F2', (ou 2 fois sur la touche 'Entrée', ou en cliquant-G sur l'icône clignotante  ); le résultat apparaît alors dans l'onglet 'Variables'.

Dans la fenêtre 'Graphiques' (menu Fenêtre/graphe Variables), clic-D pour choisir 'Coordonnées' dans le menu contextuel, ou clic-G sur l'icône correspondante  , pour ajouter à l'ordonnée choisie précédemment:

i en ordonnées (à droite, puisque dans une unité différente, ce qui implique un autre axe avec une autre échelle).

Charger le fichier Regressi  

 

B. Propriétés des courbes uc(t) et i(t)

On peut aussi mettre en évidence la continuité de uc(t) et la discontinuité de i(t) par une acquisition qui se ferait sur plusieurs secondes en effectuant successivement une charge et une décharge sur cet intervalle de temps.

IV Comparaison de différentes pages d'acquisition

Choisir d'abord (Fen. Graphiques / Coordonnées) une seule ordonnée de façon à revenir à une seule représentation à l'écran: uc(t) ou i(t). Pour superposer les différentes pages, cliquer-G sur la petite icône de la barre supérieure: elle permet éventuellement de sélectionner seulement certaines pages parmi toutes celles du fichier. On peut ainsi comparer l'aspect des différentes courbes entre elles, et discuter qualitativement l'incidence de la valeur de la résistance et de la capacité.
Une légende distinguant chaque courbe est ajoutée automatiquement avec l'icône "Identification pages"  , ou le menu contextuel (clic-D / Identifier pages).

Charger le fichier Regressi

V Modélisation dans une page

Dans la fenêtre 'Graphiques', clic-D pour choisir 'Modélisation' dans le menu contextuel, ou clic-G sur l'icône correspondante  : un volet supplémentaire s'ouvre alors dans la partie gauche de la fenêtre graphique. Saisir dans la zone "Expression du modèle" le type de fonction choisi sous la forme(2) (ici fonction):

uc=E*(1-exp(-t/tau))   

Demander au logiciel d'ajuster (clic-G sur le bouton ) le modèle à la courbe expérimentale en calculant la valeur des paramètres figurant dans l'équation du modèle. Dans le cas d'un modèle exponentiel, il faut souvent 'aider' le programme: il suffit alors d'indiquer dans les cases où sont affichées les valeurs des paramètres une valeur très approximative, au moins pour la valeur de tau, et demander à nouveau l'ajustage automatique. S'il y a encore divergence dans ces conditions, il faut faire varier manuellement la valeur(4) de chaque paramètre en plaçant le curseur dans la case où figure cette valeur et en cliquant sur les flèches  : l'ajustement de la courbe modèle aux points expérimentaux se produit seulement si le bouton 'tracé auto'   est en position enfoncée.

Il peut y avoir de grandes discordances dues à l'utilisation de la platine de raccordement ou (et) à la nature du condensateur:

Pour toutes les bornes d'entrées analogiques EA0->EA3 du type "fiches bananes femelles" (celles qui sont en couleur), le module de raccordement comporte en parallèle une impédance interne Z (de 100 kW pour le module de type "GTI2/GTS2"; ou 1 MW pour l'ancien de type "GTS"). Celle-ci doit donc être prise en compte dès que la résistance R mise en série avec C dépasse quelques kW! Cet ensemble se comporte donc comme un diviseur de tension qui charge C non plus vers la valeur E (fém du générateur), mais la fraction de E qui est dans le rapport du diviseur de tension, soit; la tension limite de charge est donc . Par exemple (cas de la platine GTI2/GTS2) avec R= 10 kW, la tension limite est de 0.9*E ! Avec R= 100 kW, elle n'est plus que de E/2!

VI Propriétés de la courbe exponentielle

En restant dans la Fenêtre de modélisation, saisir à la suite de l'équation du modèle sur de nouvelles lignes:

uc:=E pour obtenir l'asymptote

uc:=E*t/tau (5) pour obtenir la tangente à l'origine

(le signe ":" indique au programme qu'il doit tracer ces fonctions avec les valeurs trouvées lors de la modélisation).

Valider de la même façon que lors de la modélisation.

Charger le fichier Regressi  

Observer avec le curseur "Réticule" que la tangente à l'origine coupe l'asymptote au point d'abscisse tau Observer avec le curseur "Données" (dans la boîte de dialogue correspondante, choisir un seul curseur, et décocher 'pente' et 'écart') que: Au temps t =tau, la tension du condensateur atteint 63% de sa valeur finale Lorsque cette tension atteint 95% de sa valeur finale on a t= 3*tau Lorsque cette tension atteint 99% de sa valeur finale on a t= 5*tau.

VII Définition de la capacité à partir de la relation i=k*(duc/dt); loi d'association de condensateurs en parallèle 

B. Représentation de i = f(du_c/dt)

Charger le fichier Regressi   

Les résultats de la modélisation apparaissent dans l'onglet "Paramètres" de la fenêtre "Grandeurs". On peut les comparer aux valeurs marquées par le fabricant. Ces résultats (avec leur écart relatif) peuvent aussi s'exporter par le presse-papiers de Windows en choisissant "Copier modélisation" dans le menu contextuel obtenu par clic-D sur le volet de modélisation. D. Association parallèle On voit dans le tableau que l'on obtient: C1+C2 = C3 avec une excellente précision (mieux que 1%).

VIII Étude de la charge q(t) d'une armature: autre définition de la capacité     

Ce point peut permettre de définir la capacité d'un condensateur dans l'esprit des nouveaux programmes de Terminale S en étudiant au départ q=f(uc) sans connaître la valeur de la capacité.  

Quitter le mode de modélisation (clic D: choisir 'fin modélisation') ainsi que la superposition éventuelle de pages (à décocher dans les boîtes de dialogue 'Coordonnées' ou 'Options'  ).

q =intg(i,t)

et valider (icône  , ou F2, ou deux fois la touche 'Entrée').

NB: si la charge initiale q₀ n'est pas nulle, il convient de l'ajouter (lire sa valeur à la 1 ère ligne du tableau des grandeurs) à l'expression précédente.

Obtenir la représentation q=f(uc): Dans la fenêtre 'Graphiques' (menu Fenêtre/graphe Variables), clic-D pour choisir 'Coordonnées' dans le menu contextuel, ou clic-G sur l'icône correspondant: uc en abscisses q en ordonnées (à gauche) supprimer éventuellement i (dans la liste déroulante d'ordonnée correspondante, il faut sélectionner la ligne vide)

Charger le fichier Regressi   

IX Étude énergétique avec bilan (cas d'une décharge)

une nouvelle variable Wc pour l'énergie stockée dans le condensateur:

une nouvelle variable WJ pour l'énergie perdue par effet Joule dans le résistor depuis t=0 jusqu'à t:

Dans la fenêtre 'Graphiques', choisir comme coordonnées: t en abscisses Wc en ordonnée à gauche i ou uc en ordonnée à gauche

	et observer que parallèlement à la diminution de l'intensité (en valeur absolue car négative) ou de la tension uc, l'énergie emmagasinée dans le condensateur diminue inexorablement; qu'est devenue cette énergie?
	Pour répondre, ajouter comme coordonnées: Wj en ordonnée à gauche

X Calcul de la résistance R du résistor à partir du "Graphe des paramètres"

On suppose dans ce paragraphe que les acquisitions réalisées dans chaque page l'ont été avec la même valeur de R, mais avec des valeurs différentes de C.  

Observer d'abord dans l'onglet 'Paramètres' de la fenêtre 'Grandeurs' quels paramètres sont connus du logiciel Les valeurs de la constante de temps t ont dû être calculées lors de la modélisation dans chaque page: elles apparaissent dans une colonne Si cela n'a pas encore été fait, il faut saisir la valeur de C dans chaque page sous forme d'un paramètre de page: cliquer-G sur l'icône  , choisir 'Paramètre expérimental' dans la boîte qui s'ouvre, et achever de renseigner cette boîte avant de valider.

	Revenir dans l'onglet 'Paramètres' où une nouvelle colonne a été créée pour C: y saisir manuellement les valeurs de C (mesurées au capacimètre, car elles sont souvent très différentes des valeur marquées, notamment dans le cas des capacités électrochimiques, qui vieillissent mal).
	Ouvrir la fenêtre 'Graphe des paramètres' soit par clic-G sur son icône  située sous la barre de menus générale (juste à droite de l'icône 'Statistiques'), soit par le menu 'Fenêtres'
	En accédant au menu 'Coordonnées' de cette fenêtre, choisir la représentation tau=f(C); constater qu'elle est très proche du modèle linéaire
	Lancer la modélisation (raccourci clavier F9, ou clic-G sur l'icône  ) en saisissant donc l'équation:

t = Ro*C

(la notation Ro vise à différencier cette valeur de celle qui aurait pu être rentrée précédemment dans le logiciel pour R sous forme de paramètre global).

	Mettre à jour par F2 et cliquer si nécessaire sur le bouton 'Ajuster'  .
	Le coefficient directeur Ro calculé ainsi fournit une valeur expérimentale très précise de la résistance R.
	On peut faire afficher automatiquement l'équation du modèle sur le graphe par clic-G sur l'icône  .

XI ANNEXE: fonctionnement d'une "SYNCHRO FRONT"

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(2) Il faudra évidemment remplacer t par (t-t₀) si la courbe ne passe pas par l'origine^.

(4) NB: changement de signe possible uniquement par clic sur le bouton  ^.