Le lancer de gerbe de paille (2)

Dans cette vidéo, nous abordons un aspect électrique lié au microphone utilisé par l'animateur lors d'une compétition de lancé de Gerbe de Paille. Le microphone est un transducteur électro-acoustique qui convertit les signaux acoustiques en signaux électriques. Le schéma du microphone est présenté avec un condensateur composé de deux armatures. Lorsque le microphone capte un son, la distance entre les deux armatures varie. Pour que le condensateur fonctionne, il doit être chargé à l'aide d'une source de tension continue de 48 volts. On utilise ensuite la loi des mailles pour établir la relation entre la tension de la source E, la tension aux bornes du condensateur UC et la tension aux bornes de la résistance UR. En appliquant cette loi, on obtient l'équation différentielle de la forme E = RC * d(UC)/dt + UC. On mesure la tension UC aux bornes du condensateur pendant la charge et on obtient une courbe qui peut être modélisée par trois fonctions mathématiques. En analysant les limites de ces fonctions, on conclut que la fonction qui correspond à la charge du condensateur est UC = E * (1 - exp(-t/RC)). On vérifie ensuite que cette fonction satisfait l'équation différentielle. On précise ensuite que la capacité d'un condensateur plan est donnée par C = E * S / d, avec E la permittivité de l'air entre les armatures du condensateur. On nous donne le produit de la permittivité de l'air par la surface S, qui est égal à 1,4 * 10^-15 farad mètre. En utilisant cette relation, on détermine la distance d entre les deux armatures du condensateur lorsque le microphone fonctionne mais ne capte pas de son, et on obtient d = 20 micromètres. Enfin, on explique que lorsque la membrane du microphone se déplace sous l'effet des ondes sonores, la distance entre les armatures du condensateur change, ce qui entraîne une variation de la capacité du condensateur. On conclut en soulignant l'importance d'avoir des connaissances à la fois en mécanique et en électricité pour comprendre le fonctionnement du microphone.