Oscillations de relaxation d'une lampe à néon

Manipulons la figure...

Une lampe à néon est branchée aux bornes d'un condensateur, lui-même "chargé" à travers une résistance par un générateur de tension continue E.

La lampe ne s'allume que si la tension à ses bornes atteint une valeur Va (potentiel d'allumage). Elle reste allumée tant que la tension à ses bornes ne descend pas en dessous d'une valeur Ve (potentiel d'extinction).

Lorsque la lampe est éteinte, elle se comporte comme un interrupteur ouvert, et le condensateur se charge avec une "constante de temps" τ= RC. Lorsque la lampe est allumée, elle conduit le courant et se comporte comme une résistance r. Le circuit de charge du condensateur est alors équivalent à un générateur de Thévenin, de fém Eth = E*r/(R+r) et de résistance interne Rth = R*r/(R+r). En fonctionnement normal, le condensateur se décharge et la lampe s'éteint, puis le cycle recommece : on obtient des oscillations de relaxation, dont la période dépend de la tension du générateur et de la constante de temps du circuit .

Sur la figure on peut modifier les paramètres R et C, ainsi que E, Va et Ve (points cerclés). Un interrupteur permet de réinitialiser l'animation.

Que se passe-t-il lorsque Va > E ? ou Ve < Eth ?

Voir aussi cette figure pour la charge et la décharge du condensateur, et cette page pour l'animation de l'équation différentielle d'ordre 1.