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Etude circuit RC

Posté par
mwa1
17-10-14 à 16:38

Bonjour,

N'ayant que très peu d'expérience en électricité, j'ai besoin d'aide pour cet exercice (voir image)

J'ai trouvé l'équation differentielle :   \frac{dVs}{dt} + \frac{Vs}{RC} = \frac{Ve}{RC}

J'imagine que Ve = E est constante donc j'ai pour solution :  Vs = \lambda e^{-\frac{t}{RC}} + E

mais je n'arrive pas à déduire \lambda à partir des conditions aux limites.

Que signifie "à l'équilibre" dans le cas d'un circuit électrique ?

Que vaut   Vs   à    t = 0   ou   t = \infty  ?

Etude circuit RC

** énoncé effacé ; image laissée **


Edit Coll : si tu veux de l'aide, merci de faire l'effort de recopier ton énoncé sur le forum     

Posté par
Aragorn
re : Etude circuit RC 17-10-14 à 17:10

Bonjour,
La constante est définie, en général, par les conditions initiales.
Les conditions initiales doivent être précisées dans l'énoncé.
Dans le cas général, le condensateur est déchargé à t = 0 mais ce n'est pas toujours le cas !
Pour t +, Vs = E

Posté par
mwa1
re : Etude circuit RC 17-10-14 à 17:33

Avant qu'on me le kidnappe, l'énoncé disait :

Citation :
2. Sollicitation impulsionnelle : le circuit est initialement à l'équilibre avec une tension d'entrée Ve = E
a. Que vaut alors Vs ?



Mais comme je le disais, n'ayant que peu d'expérience en éléctricité, je n'arrive pas à interpreter ça en terme de conditions aux limites.

Que veut dire "à l'équilibre" dans le cas d'un circuit ?

Tu dis que  Vs(t \rightarrow \infty) = E , comment ça se fait ?

Je croyais que   Vs = Ve - Vr = E - Vr

Posté par
Aragorn
re : Etude circuit RC 17-10-14 à 18:02

A l'équilibre, ça veut dire que tout est stable, les tensions comme les intensités...

Citation :
Sollicitation impulsionnelle : le circuit est initialement à l'équilibre avec une tension d'entrée Ve = E

C'est ambigu... Cela veut probablement dire que Ve passe de 0 à E à t = 0. Si le circuit est à l'équilibre, cela veut dire que Vs = 0 à t = 0.
Le circuit tend vers l'équilibre et si Ve = E, pour t +, le condensateur est chargé à E.
On a effectivement :
V_s\,=\,E\,-\,V_R
Mais le courant i tend vers 0 quand t tend vers l'infini et V_R\,=\,R\,i  donc V_R  tend vers 0. D'où  V_s\,=\,E  quand t

Posté par
mwa1
re : Etude circuit RC 17-10-14 à 18:35

Citation :
C'est ambigu...


J'ai l'impression que c'est très souvent le cas pour les énoncés de physique...


Citation :
Mais le courant i tend vers 0 quand t tend vers l'infini


Pourquoi le courant s'arrête ? Qu'est-ce qu'il se passe concrètement dans le circuit ?

Posté par
mwa1
re : Etude circuit RC 17-10-14 à 19:00

Si j'ai bien compris, toutes les porteurs de charge (en quantitée finie)  présents dans les conducteurs vont s'accumuler aux bornes du condensateur sous tension et donc il n'y a plus de courant au bout d'un temps caractéristique d'environ 5 \tau = 5RC
C'est bien ça ?

Posté par
mwa1
re : Etude circuit RC 17-10-14 à 21:22

Pour résumer, à    t \simeq 5 \tau    ou    t \rightarrow \infty   on a:

q = q_{max}  \Rightarrow  dq = 0  \Rightarrow   i = \frac{dq}{dt} = 0  \Rightarrow   Vr = Ri = 0 \Rightarrow Vs = Ve = E

C'est bien ça ?

Posté par
Aragorn
re : Etude circuit RC 17-10-14 à 23:47

Citation :
Pourquoi le courant s'arrête ? Qu'est-ce qu'il se passe concrètement dans le circuit ?

Parce que le condensateur se charge jusqu'à atteindre E.
Citation :
Si j'ai bien compris, toutes les porteurs de charge (en quantitée finie)  présents dans les conducteurs vont s'accumuler aux bornes du condensateur sous tension et donc il n'y a plus de courant au bout d'un temps caractéristique d'environ 5 \tau = 5RC

Oui, c'est ça... En théorie, au bout d'un temps infini mais c'est vrai à environ 99% au bout de 5 RC.
Citation :
Pour résumer, à   t \simeq 5 \tau    ou    t \rightarrow \infty   on a:

q = q_{max}  \Rightarrow  dq = 0  \Rightarrow   i = \frac{dq}{dt} = 0  \Rightarrow   Vr = Ri = 0 \Rightarrow Vs = Ve = E

Oui, rigoureusement vrai pour t

Posté par
mwa1
re : Etude circuit RC 17-10-14 à 23:49

Ok, merci Aragorn  



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