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Equation Différentielle avec q

Posté par
Momisho
22-02-10 à 07:23

Bonjour !
cet exercice porte sur un circuit rLC,
il est demandé d'établir l'équation différentielle régissant l'évolution de la charge au cours du temps
voici ce que j'ai trouvé :
d'après la loi d'additivité des tensions on a q/C + L.d²q/Dt + r.dq/dt = 0
Ensuite, il nous demande de vérifier que q(t) = qm.cos((2/T)t + o) est solution de l'équation différentielle
voici ma réponse :

(qm.cos((2/T)t + o)/ C - L. 4/T² . cos((2/T)t + o) - r.2/T .sin((2/T)t + o))  = 0

<=> cos ((2/T)t + o). (1/C - L.4²/T² - r. sin. 2/T)

<=> 1/C - L.4²/T² - r. sin. 2/T = 0

<=> 1/C = L.4²/T² + r. sin. 2/T

<=> 1/C = 1/T . ( L.4²/T + r. sin. 2)

et là je ne sais plus comment montrer que q(t) est solution de l'équation différentielle !
par la suite, ils nous demande d'exprimer T .

Merci de bien vouloir m'aider.

Posté par
masterrr
re : Equation Différentielle avec q 22-02-10 à 10:12

Bonjour,

Tu obtiens l'équation différentielle suivante : 5$ \frac{d^2q(t)}{dt^2}+\frac{r}{L}\frac{dq(t)}{dt}+\frac{1}{LC}q(t)=0.

En injectant la solution proposée 5$ q(t)=q_m\cos\left(\frac{2\pi}{T}t+\varphi_0\right) dans l'équation différentielle, il vient :

5$ \left( -\left( \frac{2\pi}{T} \right)^2+\frac{1}{LC} \right) q_m\cos(\frac{2\pi}{T}t+\varphi_0)-\frac{2\pi}{T}\frac{r}{L}q_m\sin\left( \frac{2\pi}{T}t+\varphi_0 \right)=0.

Or ceci est valable pour tout t donc 5$ -\left( \frac{2\pi}{T} \right)^2+\frac{1}{LC}=0 d'où 5$ \fbox{T=2\pi\sqrt{LC}}.

Posté par
masterrr
re : Equation Différentielle avec q 22-02-10 à 10:13

5$ -\left( \frac{2\pi}{T} \right)^2+\frac{1}{LC}=0 d'où 5$ \fbox{T=2\pi\sqrt{LC}}.

Posté par
masterrr
re : Equation Différentielle avec q 22-02-10 à 10:24

Ensuite, tu peux exploiter les conditions initiales : 5$ i(0)=0 car l'intensité est continue (présence de la bobine) et 5$ q(0)=q_0 car la charge est continue (présence du condensateur).

Or 5$ i(t)=\frac{dq(t)}{dt}=-\frac{1}{\sqrt{LC}}q_m\sin\left( \frac{t}{\sqrt{LC}}+\varphi_0 \right) donc 5$ i(0)=-\frac{1}{\sqrt{LC}}q_m\sin\varphi_0=0 fournit 5$ \sin\varphi_0=0 donc 5$ \fbox{\varphi_0=0} (par exemple).

De plus, 5$ q(0)=q_m\cos\varphi_0=q_m=q_0 donc 5$ \fbox{q_m=q_0}.

Conclusion : 5$ \fbox{q(t)=q_0\cos\left( \frac{t}{\sqrt{LC}} \right)}.

Posté par
Momisho
re : Equation Différentielle avec q 23-02-10 à 06:26

Merci beaucoup pour ton aide masterrr

Posté par
masterrr
re : Equation Différentielle avec q 23-02-10 à 09:17

De rien

C'est tout compris ?

Posté par
Momisho
re : Equation Différentielle avec q 23-02-10 à 16:19

oui oui c'est très clair, merci !

Posté par
masterrr
re : Equation Différentielle avec q 23-02-10 à 22:43

Je t'en prie !



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