Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau école ingénieur
Partager :

Méthode: Circuit RC

Posté par
Law
19-10-13 à 13:34

Bonjour,
J'ai un petit problème, qui m'empêche de faire pas mal d'exercices, donc je voulais vous le montrer pour avoir une idée claire et nette de la méthode à utiliser pour en venir à bout.
J'ai appris comment étudier un circuit RC(charge et décharge), mais le problème est que je sais seulement le faire avec le circuit de base, RC en série. Lorsqu'on place le condensateur en dérivation, je bloque complètement au niveau du système de résolution d'équation, parce que je ne sais pas que faire pour arriver à une belle équation.

Exemple:
A t=0s , e(0)=E

On a: Méthode: Circuit RC
A partir de là, je peux faire la loi des mailles
E + U1 + U2=0
E + U1 + UC=0
U1 = -R1i
U2 = -R2i2

Donc
E - R1i - R2i =0 (1)
E - R1i - Uc = 0  (2)
i = i2 + iC
i(t) = Cdu/dt

A partir de ce système, je voulais savoir ce que je devais faire. Si par exemple il est conseillé de faire une chose ou une autre avant tout. Si je veux remplacer i , s'il serait plus judicieux de le faire dans l'équation (1) ou (2)... Enfin voilà, je pense que je n'ai pas encore une bonne intuition pour résoudre ces systèmes, donc tout ce que je peux faire c'est de remplacer des choses par-ci par là mais sans arrivé à quelque chose de concret. Si il y a une méthode ou une façon de faire particulière, j'aimerai qu'on m'explique svp.

Merci d'avance.

Posté par
Priam
re : Méthode: Circuit RC 19-10-13 à 18:37

Tu pourrais ramener ce circuit à celui que tu sais traiter en remplaçant l'ensemble  E, RI, R2  par son équivalent Thévenin.

Posté par
J-P
re : Méthode: Circuit RC 19-10-13 à 19:41

La première chose à savoir est ce que tu veux trouver : I ou bien Uc ou bien ... ?

Quand on le sait, il suffit, à partir du système ci-dessous, d'éliminer toutes les inconnues ... sauf celle qu'on veut garder.

I = I2 + Ic
E - R1.I - R2.I2 = 0
E - R1.I - Uc = 0
Ic = C.dUc/dt

Supposons qu'on veuille déterminer l'équation pour I :

1°) On élimine Ic

I = I2 + C.dUc/dt
E - R1.I - R2.I2 = 0
E - R1.I - Uc = 0

On élimine Uc : Uc = E - R1.I

I = I2 - R1.C.dI/dt
E - R1.I - R2.I2 = 0

On élimite I2 : I2 = E/R2 - I.(R1/R2)

I = E/R2 - I.(R1/R2) - R1.C.dI/dt

R1.C.dI/dt + (1 + R1/R2).I = E/R2
R1.C.dI/dt + (R1 + R2)/R2 .I = E/R2
R1.R2.C.dI/dt + (R1 + R2) .I = E
dI/dt + [(R1 + R2)/(R1.R2.C)].I = E/(R1.R2.C)
*****
Si on avait voulu l'équation de Uc ...
A partir du système initial, on aurait éliminé I, I2 et Ic ...

exemple ainsi :

I = I2 + Ic
E - R1.I - R2.I2 = 0
E - R1.I - Uc = 0
Ic = C.dUc/dt

Eliminer I :

E - R1.(I2+Ic) - R2.I2 = 0
E - R1.(I2+Ic) - Uc = 0
Ic = C.dUc/dt

Eliminer Ic :
E - R1.(I2+C.dUc/dt) - R2.I2 = 0
E - R1.(I2 + C.dUc/dt) - Uc = 0

Eliminer I2:

E/R1 - Uc/R1 - C.dUc/dt = I2

E - R1.(I2+C.dUc/dt) - R2.I2 = 0
E - I2(R1+R2) - R1C.dUc/dt = 0
E - (R1+R2).(E/R1 - Uc/R1 - C.dUc/dt) - R1C.dUc/dt = 0
E - E - E.R2/R1 + Uc.(R1+R2)/R1 + R2.C.dUc/dt = 0

dUc/dt + Uc.(R1+R2)/(R1.R2.C) =  E.R2/(R1R2.C)
*****
Sauf distraction.  

Posté par
Law
re : Méthode: Circuit RC 20-10-13 à 00:41

Merci beaucoup ! Je comprends mieux comment faire maintenant ! Ce qu'on voulait trouver c'était Uc.
J'ai une autre question, j'ai regardé les corrigés de mes exercices (même celui ci) et il s'avère qu'on arrive à un résultat différent. Cet après-midi j'ai essayé de résoudre le système d'équation de la façon suivante ( c'est l'une des façon qu'on a utilisé lorsqu'on a fait l'exercice)

E - R1i - R2i =0 (1)
E - R1i - Uc = 0  (2)
i = i2 + iC
iC = Cdu/dt

On élimine iC:
E - R1i - R2i = 0 (1)
E - R1i - Uc = 0 (2)
i = i2 + Cdu/dt

E = R1i + R2i
E = R1i + Uc
i= i2 + Cdu/dt

Puis c'est la que viens le "problème", j'ai l'impression qu'on ne s'interesse qu'à la maille contenant Uc, puis qu'après, on continue ainsi

E =  R1.(i2 + Cdu/dt ) + Uc   (2)
E = R1.i2 + R1.Cdu/dt + Uc

or i2 = U2/R2  (Et U2 = UC)
donc E = R1.(Uc/R2) + R1.Cdu/dt + Uc

E = Uc ( R1/R2 + 1 ) + R1.Cdu/dt
E= R1.Cdu/dt + (R1+R2 / R2)Uc

Voilà le résultat qu'on a obtenu, puis on a nommé =R1.C , = (R1+R2 / R2)

Soit E = du/dt + Uc

Du coup, je me demande pourquoi avoir fait ainsi, si on utilise pas la seconde équation.

Posté par
J-P
re : Méthode: Circuit RC 20-10-13 à 10:40

Attention aux parenthéses, on ne peut plus ne pas savoir les utiliser correctement à ton niveau

Tu dis, on arrive à cette solution : E= R1.Cdu/dt + (R1+R2 / R2)Uc

Ecrit correctement cela donnerait ceci : E= R1.Cdu/dt + ((R1+R2)/R2)Uc ... ce qui n'est pas la même chose.
------
Et moi je suis arrivé à : dUc/dt + Uc.(R1+R2)/(R1.R2.C) = E.R2/(R1R2.C)

Mais c'est évidemment équivalent, en effet :

En partant de ma réponse : dUc/dt + Uc.(R1+R2)/(R1.R2.C) = E.R2/(R1R2.C)

R1R2C.dUc/dt + (R1R2.C).Uc.(R1+R2)/(R1.R2.C) = E.R2

R1R2C.dUc/dt + Uc.(R1+R2) = E.R2

R1C.dUc/dt + Uc.(R1+R2)/R2 = E ... qui est la réponse de ta solution.
-----
Sauf distraction.  

Posté par
Law
re : Méthode: Circuit RC 20-10-13 à 12:21

Ah mais oui, d'accord ! Merci encore ( et désolé pour les parenthèses !).

Il y a t-il une explication permettant de dire pourquoi on peut arriver au même résultat en utilisant une seule équation ? Je me suis demandé pourquoi, et je me disait que ça avait peut être un lien avec le fait qu'en charge, le courant passe éssentiellement par le condensateur (donc on prends l'équa (2), si je pars de ce principe il faudrai que je prenne l'équation (1) si c'était en décharge.

Et une dernière question, toujours pour la méthode. J'aimerai savoir comment faire si à la place du condensateur, j'avais une bobine.


E + U1 + U2=0
E + U1 + UL=0
U1 = -R1i
U2 = -R2i2

Donc
E - R1i - R2i =0 (1)
E - R1i - UL = 0  (2)
i = i2 + iL
UL = Ldi/dt

J'ai essayé en prenant que l'équation (2), celle qui prends en compte la bobine, j'ai:
E = R1i + R2i
i = i2 + iL
UL = Ldi/dt

On élimine le i
E = R1.(i2 + iL) + UL
UL = Ldi/dt

On élimine UL:
E = R1.i2 + R1.iL + Ldi/dt

U2=R2.i2 donc i2=U2/R2 or U2 = UL

E = R1.(UL/R2) + R1.iL + Ldi/dt

UL=R1.iL donc iL= UL/R1

E = (R1/R2).UL + R1.(UL/R1) + Ld(UL/R1)/dt
E = (R1/R2).UL + UL + (L/R1).LdUL/dt
E = ((R1.UL)+(R2.UL)/R2) + (L/R1).LdUL/dt
E = ((R1+R2)/R2).UL + (L/R1).LdUL/dt

Voilà mon résultat, en utilisant une seule équation.

Posté par
Law
re : Méthode: Circuit RC 20-10-13 à 12:25

Pardon pour le double post, mais je tiens à corriger les 3 dernières lignes:
E = (R1/R2).UL + UL + (L/R1).dUL/dt
E = ((R1.UL)+(R2.UL)/R2) + (L/R1).dUL/dt
E = ((R1+R2)/R2).UL + (L/R1).dUL/dt

Voilà , j'avais écrit deux fois les L alors qu'ils sont en (L/R1), ce qui pouvait porter à confusion.

Posté par
J-P
re : Méthode: Circuit RC 20-10-13 à 19:55

Avec un poil d'habitude, on voit directement qu'il y a un os dans ta solution avec L.

Je regarde ta dernière ligne : E = ((R1+R2)/R2).UL + (L/R1).dUL/dt et une erreur est évidente.

En effet, après un temps long, U devient constant et donc dU/dt = 0 (pour t--> +oo).
Mais, avec un courant constant (à t --> +oo), la tension aux bornes d'une inductance est nul
Donc pour t --> +oo, on a dU/dt = 0 mais on doit aussi avoir U = 0 ... et ton équation donne U = E si dU/dt = 0 ---> c'est faux à coup sûr.

-----
Avec une inductance L en lieu et place du condensateur C :

I = I2 + I3  (avec I3 le courant dans l'inductance)
E - R1.I - R2.I2 = 0
E - R1.I - U = 0
U = L.dI3/dt

Eliminer I:  
E - R1.(I2 + I3) - R2.I2 = 0
E - R1.(I2 + I3) - U = 0
U = L.dI3/dt

Eliminer I2:
I2 = (E+U)/R1 - I3

E - R1.((E+U)/R1 - I3 + I3) - R2.((E+U)/R1 - I3) = 0
U = L.dI3/dt

E - R1.((E+U)/R1) - R2.((E+U)/R1 - I3) = 0
U = L.dI3/dt

-U(1/R1 + 1/R2) - E/R1 = I3

U = -L.(1/R1 + 1/R2).dU/dt

L.(R1+R2)/(R1R2) . dU/dt + U = 0
-----
Saufdistraction.  

Posté par
Law
re : Méthode: Circuit RC 21-10-13 à 21:15

Est-ce que ce serait possible de détailler l'étape où l'on élimine I2 ?
Parce qu'en le faisant j'obtiens plutôt

I2 = (E-U)/R1 - I3

puis à partir de là:
E - R1.((E-U)/R1 -I3 + I3 ) - R2.((E-U)/R1 -I3) =0

E - R1.((E-U)/R1) - R2.((E-U)/R1 - I3) =0
U = LdI3/dt

Posté par
J-P
re : Méthode: Circuit RC 22-10-13 à 10:55

Oui, une erreur de signe recopie et puis copier-coller qui diffuse cette erreur de recopie.
Mais il me semble que la finale est juste.


I = I2 + I3 (avec I3 le courant dans l'inductance)
E - R1.I - R2.I2 = 0
E - R1.I - U = 0
U = L.dI3/dt


Eliminer I:
E - R1.(I2 + I3) - R2.I2 = 0
E - R1.(I2 + I3) - U = 0
U = L.dI3/dt

Eliminer I2 :
E - R1.(I2 + I3) - U = 0
I2 = (E-U)/R1 - I3

E - R1.(I2 + I3) - R2.I2 = 0
E - R1.((E-U)/R1 - I3  + I3) - R2.((E-U)/R1 - I3) = 0
E - R1.((E-U)/R1) - R2.((E-U)/R1 - I3) = 0
E - (E-U) - (R2/R1).(E-U) + R2.I3 = 0
U - (R2/R1).(E-U) + R2.I3 = 0
I3 = [(R2/R1).(E-U) - U]/R2
I3 = (E-U)/R1 - U(R2)

On a donc :

I3 = (E-U)/R1 - U(R2)
U = L.dI3/dt

dI3/dt = -(1/R1+1/R2) dU/dt

--> U = -L.(1/R1+1/R2) dU/dt

L.(1/R1+1/R2) dU/dt + U = 0
-----
Sauf nouvelle distraction.  

Posté par
Law
re : Méthode: Circuit RC 02-11-13 à 12:29

Merci encore (et désolé pour le temps de réponse) ,
J'ai compris la démarche maintenant, mais je ne comprends pas ce passage:
I3 = [(R2/R1).(E-U) - U]/R2
I3 = (E-U)/R1 - U(R2)

Quand je le fait, j'arrive à I3= (E-U)/R1 - U/R1

Posté par
J-P
re : Méthode: Circuit RC 02-11-13 à 14:00

I3 = [(R2/R1).(E-U) - U]/R2

I3 = (R2/R1).(E-U)/R2 - U/R2

I3 = (E-U)/R1 - U/R2

Posté par
Kaltasus
re : Méthode: Circuit RC 02-11-13 à 14:44

Pourriez vous m'aider pour un exercice que j'ai posté ici svp https://www.ilephysique.net/sujet-exercice-lampe-au-neon-electrocinetique-regime-transitoire-267345.html



Mentions légales - Retrouvez cette page sur l'île de la physique - chimie
© digiSchool 2024

Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !