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Posté par
gbm Webmaster
re : application en médecine d'un condensateur 26-03-21 à 07:39

Encore une fois, on étudie la tension aux bornes du condensateur Uc, qui s'exprime en volts (V) et on a établi des équations différentielles lors de sa charge et de sa décharge dans chaque circuit en fonction de Uc.

Donc la solution de l'équation différentielle doit être homogène à une tension (en V) donc E est ici la force électromotrice de la pile du circuit de charge, qui s'exprime aussi en volts (V), je t'ai donné une fiche là-dessus car c'est du programme de première : Les générateurs

Le souci ici c'est que l'énoncé tel recopié utilise la même notation pour l'énergie emmagasinée parle condensateur \mathcal{E} = \dfrac{1}{2} C \times U_c^2 ce qui n'a rien à voir puisqu'une énergie n'est pas égale à une tension

Citation :
Pour la 7, on sait que :
Uc(t) = Ee^(-t/Réq.C)
dUc/dt = E(-1/Réq.C) e^(-t/Réq.C)
C × dUc/dt = i
= C.E × (-1/Réq.C) e^(-t/Réq.C)
= (-C × E) / (Réq.C) e^(-t/Réq.C)
= (-E / Réq) e^(-t/Réq.C)


Oui très bien ! Tu vas donc pouvoir étudier cette fonction i = f(t) = (-E / Réq) e^(-t/Réq.C)

Posté par
Blackdark
re : application en médecine d'un condensateur 26-03-21 à 10:05

Pour la 5, oui je suis d'accord, cependant comprenez alors que je sois confus à cause de l'énoncé.
Dois je remplacer dans la formule C par Cmin ?
Pour la 7, merci.
Pour l'étudier je dois donc remplacer ?
E = 360J, Réq = 100ohms, le temps je reprends 0.11 s ? Et C = Cmin ?

Posté par
gbm Webmaster
re : application en médecine d'un condensateur 26-03-21 à 10:25

Oui je l'admets, raison pour laquelle je prends le temps de t'expliquer cela et de te fournir des éléments de révision de première pour éviter que tu partes avec des confusions dommageables.

Concernant le choix de notation, tu peux dire que tu considères que C = Cmin calculée dans une question antérieure, tout comme on précise que Réq = R + Rcoeur ; l'essentiel quand tu rédiges c'est de ne pas perdre ton lecteur en cours de route.

Pour la question 8, on te demande d'étudier la fonction i = f(t) et de déterminer son maximum (cours de maths) ; dans un premier temps étude littérale suivie d'une application numérique.

Et il y aura ensuite une étude avec des valeurs particulières prises pour le temps oui

Posté par
Blackdark
re : application en médecine d'un condensateur 26-03-21 à 11:08

Pour la 5, E = 1/2 C × Uc^2
Avec E = 360J donc si je reprends l'énoncé même si en soit cela ne devrait pas être ça.
Ensuite je prends C pour Cmin.
Cependant, uc vaut combien ?
Pour la 7, je ne dois plus rien faire donc avec le résultat que j'ai obtenu précédemment ?

Posté par
Blackdark
re : application en médecine d'un condensateur 26-03-21 à 11:09

Pour la 8, pour l'instant je ne vois pas comment faire ...

Posté par
gbm Webmaster
re : application en médecine d'un condensateur 26-03-21 à 12:48

Blackdark @ 26-03-2021 à 11:08

Pour la 5, E = 1/2 C × Uc^2
Avec E = 360J donc si je reprends l'énoncé même si en soit cela ne devrait pas être ça.
Ensuite je prends C pour Cmin.
Cependant, uc vaut combien ?
Pour la 7, je ne dois plus rien faire donc avec le résultat que j'ai obtenu précédemment ?

Non, non et non ! Relis ce que j'ai écrit ... Tu confonds toujours une énergie et une tension (en l'occurrence la force électromotrice), c'est quand même du programme de collège ...

Relis mes messages du 25-03-21 à 20:10 et 26-03-21 à 07:39, je ne peux guère faire mieux.

Pour la 8 tu n'as rien fait qui réponde à la question ... Je t'ai donné des indications ce matin, il suffit de les relire et de les appliquer:

Citation :
Pour la question 8, on te demande d'étudier la fonction i = f(t) et de déterminer son maximum (cours de maths) ; dans un premier temps étude littérale suivie d'une application numérique.


***Coquille corrigée***

Posté par
Blackdark
re : application en médecine d'un condensateur 26-03-21 à 13:02

Pour la 5, donc E = U + R × I ?
Avec R = Réq = 100ohms
U = 1,8 × 10^3 V
Et i = dq/dt et q = C x Uc = (C × Uc)/t ?

Posté par
Blackdark
re : application en médecine d'un condensateur 26-03-21 à 13:02

Je ne comprends pas pourquoi pour la question 7 vous citez la question 8 ?

Posté par
gbm Webmaster
re : application en médecine d'un condensateur 26-03-21 à 13:11

5. E (force électromotrice) = U = 1,8 kV

7. On l'a déjà faite et je t'ai dit que c'était ok : message du 26-03-21 à 07:39

8.

Citation :
Pour la question 8, on te demande d'étudier la fonction i = f(t) et de déterminer son maximum (cours de maths) ; dans un premier temps étude littérale suivie d'une application numérique.

Posté par
Blackdark
re : application en médecine d'un condensateur 26-03-21 à 13:38

Pour la 5, n'ayant pas réfuté ma formule je vais supposer qu'elle est alors bonne.
Soit :  E = U + R × I
avec E = U = 1,8×10^3V
et R = Réq = 100ohms
Donc je n'ai pas besoin d'effectuer le calcul donc étant donné que E vaut alors  1,8×10^3V ?
Pour la 7, ah d'accord, excusez moi, étant donné que vous aviez écrit 7 dans votre précédent message je ne comprenais pas.
Donc pour la 8, il faut remplacer t par la durée que nous avions trouvé soit 0,11s ?
Soit f(0,11) ?

Posté par
Blackdark
re : application en médecine d'un condensateur 26-03-21 à 13:40

Dois je reprendre cette formule :
uC(t)= A . e(^-t/RC) ?

Posté par
gbm Webmaster
re : application en médecine d'un condensateur 27-03-21 à 08:02

5. L'énoncé te précise bien que U = 1,8 kV = tension de charge du condensateur ; bien que ça ne soit pas la notation usuelle du cours (il aurait mieux fallu "E" mais c'est la notation déjà prise pour l'énergie emmagasinée ici), tu sais d'après ton cours que, lors de sa charge, le condensateur tend vers une valeur limite qui correspond à la force électromotrice de ton générateur (reprends le schéma si besoin). Et lors de sa décharge, à t = 0s, alors Uc = U = 1,8 kV

7. ok

8. Tu es en train de t'égarer, je te rappelle qu'on étudie l'intensité du courant en fonction du temps et non la tension (et qu'on sait ce que vaut "A", c'était l'objet d'une précédente question) : on te demande donc d'étudier la fonction déduite en question 7, à savoir i(t) = (-E / Réq) e^(-t/Réq.C)

Quel est le maximum de cette fonction ?

9. Oui, on te demande une valeur particulière prise par i(t) pour t = 11 ms = ... s (ce qui te rappelle une valeur du temps calculée en question 6)

Posté par
Blackdark
re : application en médecine d'un condensateur 27-03-21 à 09:56

Pour la 5, donc si je comprends bien, le U correspond au E (force electromotrice) et le A correspond au E dans l'équation ?
Donc A = 1.8kV, je n'ai pas besoin d'aller plus loin donc ?
Pour la 8, on remplace t par 0 ?
Avec E = 1.8kV ;
Réq = 100 ohms ;
C = Cmin ?
Pour la 9, donc là par contre je dois bien remplacer t par 0,011, cependant je me rends qu'à la question 6 mon résultat n'était pas le même car j'avais trouvé un temps de 0 11s alors que là il est de 0.011s, donc me suis je trompé à la 6 ?

Posté par
gbm Webmaster
re : application en médecine d'un condensateur 27-03-21 à 11:04

5. Oui, la force électromotrice "E" était présente sur le schéma fourni par l'exercice, raison pour laquelle j'ai reconduit cette notation et A = E pour la solution de l'équation différentielle caractérisant la décharge du condensateur dans le patient.

8. Pour déduire le maximum de la fonction i(t), il faut en principe la dériver par rapport au temps et chercher la valeur de t pour laquelle di/dt = 0. Ici c'est effectivement immédiat, le maximum est atteint pour t = 0 : i(0) = (-E / Réq) e^(0) = -E/Réq = ...

9. Au temps pour moi, tu avais effectivement déterminé en question 6 que t = 5Réq.Cmin = 0,11 s (je viens de revérifier le calcul)

Il faut donc ici calculer i pour t = 11 ms = 0,0011 s

Posté par
Blackdark
re : application en médecine d'un condensateur 27-03-21 à 11:19

Pour la 5, merci.
Pour la 8, donc cela fait (-1.8 . 10^3) / 100 = - 18 A ?
Pour la 9, 11ms ne vaut il pas 0.011s ?
Donc i(0.011) = (-1.8 . 10^3 / 100) e^(0.011) = - 18,2  A environ ?

Posté par
gbm Webmaster
re : application en médecine d'un condensateur 27-03-21 à 12:08

Blackdark @ 27-03-2021 à 11:19

Pour la 5, merci. ok
Pour la 8, donc cela fait (-1.8 . 10^3) / 100 = - 18 A ? oui c'est ça !
Pour la 9, 11ms ne vaut il pas 0.011s ? En effet, faute de frappe de ma part
Donc i(0.011) = (-1.8 . 10^3 / 100) e^(0.011) = - 18,2 A environ ? Faux, je te rappelle que l'expression est i(t) = (-E / Réq) e^(-t/Réq.C) donc si tu remplaces t par 0,011 s, on a ...

Posté par
Blackdark
re : application en médecine d'un condensateur 27-03-21 à 12:39

D'accord pour la 8, merci, cependant il y a une seconde question etant : cette valeur dépend- t - elle de la capacité du condensateur ?
Donc la réponse à cette question est non ?
Car cela dépend uniquement de la résistance et de la force electromotrice ?
Pour la 9, i(0.011) = (-1.8 . 10^3 / 100) e^(-0.011/100 × 2.2.10^-4) = environ -18A ? Est ce normalement que je retrouve environ le même résultat qu'à la question précédente avec un t différent ?

Posté par
Blackdark
re : application en médecine d'un condensateur 27-03-21 à 12:40

i(0.011) = (-1.8 . 10^3 / 100) e^(-0.011/100 × 2.2.10^-4) = environ - 10.92 ?, j'avais mal mis certaines parenthèses excusez moi ...

Posté par
Blackdark
re : application en médecine d'un condensateur 27-03-21 à 12:42

Pour la 10, pour que l'intensité diminue moins vite au cours du choc nous pourrions modifier la résistance ?

Posté par
gbm Webmaster
re : application en médecine d'un condensateur 27-03-21 à 13:50

Citation :
D'accord pour la 8, merci, cependant il y a une seconde question etant : cette valeur dépend- t - elle de la capacité du condensateur ?
Donc la réponse à cette question est non ?

si le pic d'intensité vaut i(t = 0) = -E/Réq, ce n'est donc pas dépendant de la capacité du condensateur

Blackdark @ 27-03-2021 à 12:40

i(0.011) = (-1.8 . 10^3 / 100) e^(-0.011/100 × 2.2.10^-4) = environ - 10.92 ?, j'avais mal mis certaines parenthèses excusez moi ...

OK, attention au nombre de chiffres significatifs cependant

Blackdark @ 27-03-2021 à 12:42

Pour la 10, pour que l'intensité diminue moins vite au cours du choc nous pourrions modifier la résistance ?

Il faut que tu justifies ta proposition sur la base de l'expression de i(t). Est-ce le seul paramètre physique qui permet une décroissance de i moins forte (utiliser l'expression littérale de i)

Posté par
Blackdark
re : application en médecine d'un condensateur 27-03-21 à 14:11

Pour la 9, je vais remplacer 0.011 par 11.10^-3.
Pour la 10, on peut alors modifier la capacité du condensateur, le temps, la force electromotrice ainsi que la résistance pour que l'intensité diminue moins vite au cours du choc ?
Pour la 11, 1mF = 1.10^-3 F.
Pour la tension je dois utiliser E = 1/2 C.U^2 soit U = racine carrée (E/(1/2)× C) ?
Avec E = 360 J et C = 1.10^-3 F ?
Pour l'intensité, dans l'expression littérale nous avons E valant la force electromotrice et non l'énergie donc je ne sais pas quelle formule utiliser...

Posté par
gbm Webmaster
re : application en médecine d'un condensateur 27-03-21 à 14:24

Blackdark @ 27-03-2021 à 14:11

Pour la 9, je vais remplacer 0.011 par 11.10^-3. Heu, tu as dans les deux cas 2 chiffres significatifs, il faut que tu révises ceci : Les chiffres significatifs
C'est sur la base du nombre de chiffres significatifs fournis par l'énoncé que tu peux en déduire celui pour ton résultat


Pour la 10, on peut alors modifier la capacité du condensateur, le temps, la force electromotrice ainsi que la résistance pour que l'intensité diminue moins vite au cours du choc ?
N'écris pas tout ce qui te passe pas la tête ... Il suffit d'étudier la fonction i(t) = (-E / Réq) e^(-t/(Réq.C)) ...
La vitesse de décroissance est caractérisée par l'exponentielle


Pour la 11, 1mF = 1.10^-3 F.
Pour la tension je dois utiliser E = 1/2 C.U^2 soit U = racine carrée (E/(1/2)× C) ?
Avec E = 360 J et C = 1.10^-3 F ?
Oui c'est cela, sauf que tu as fait une faute d'inattention dans ton expression littérale

Posté par
Blackdark
re : application en médecine d'un condensateur 27-03-21 à 14:47

Pour la 9, mon énoncé me donne 11ms, soit 2 chiffres significatifs donc d'après la fiche il me semble que je dois en garder 2 également non ?
Pour la 10, je disais uniquement tout ce qui se trouvait dans l'expression littérale désolé...
On peut modifier alors, la capacité du condensateur, la resistance ainsi que le temps ?
Pour la 11, pour la tension je dois utiliser
E = 1/2 C.U^2
soit U = racine carrée (E/((1/2)× C)) ?
Avec E = 360 J et C = 1.10^-3 F

Posté par
gbm Webmaster
re : application en médecine d'un condensateur 27-03-21 à 17:51

9. Quand j'évoquais le nombre de chiffres significatifs, je te rappelle que c'était sur ceci :

Blackdark @ 27-03-2021 à 12:40

i(0.011) = (-1.8 . 10^3 / 100) e^(-0.011/100 × 2.2.10^-4) = environ - 10.92 ?, j'avais mal mis certaines parenthèses excusez moi ...

Tu as mis 4 chiffres significatifs, ce qui est beaucoup trop. D'autre part, il faut préciser l'unité physique de ce dernier.

10. A reprendre : tu ne peux pas jouer sur le temps, c'est un facteur qu'on ne maîtrise pas et tu ne justifies toujours pas ce que tu fais ...

11. On peut trouver la tension aux bornes du condensateur avec E (énergie emmagasinée) = (1/2).C.U² avec E (énergie emmagasinée) = 360 J et C = 1 mF

Avec Uc(t)= E (force électromotrice).e-(t/RC), on peut déterminer t pour obtenir la tension que l'on vient de calculer.

Puis on met cette valeur de t dans l'équation de l'intensité du courant ...

Posté par
Blackdark
re : application en médecine d'un condensateur 27-03-21 à 18:19

Donc pour la 9, je dois écrire 10.92 avec seulement 2 chiffres significatifs ?
Soit environ 11 ampères ?
Pour la 10, ce qu'on peut modifier est la résistance ainsi que la capacité du générateur car si on reprend l'expression littérale, ces deux facteurs se situent dans l'exponentielle et la vitesse de décroissance est caractérisée par cette dernière. Plus la résistance et la capacité seront élevées et plus l'intensité sera faible et inversement ?
Pour la 11, 1mF = 1.10^-3 F.
Pour la tension je dois utiliser
E = 1/2 C.U^2
Soit U = racine carrée (E/(1/2)× C) ?
Avec E = 360 J et C = 1.10^-3 F
Donc : U = racine carrée (360/((1/2) × 1.10^-3)) = racine carrée (720 000) =
Environ 848,5 V soit environ 8,5 . 10^-2V?
Pour l'intensité, on a :
Uc(t)= E.e^(-t/RC) avec Uc = 8,5 . 10^-2V ;
E = 1,8 .10^3 V, R = Réq = 100 ohms et
C = 1.10^-3 F.
Cependant je ne sais pas comment trouver mettre cette expression en fonction du temps pour trouver ce dernier étant donné qu'il se trouve en exponentielle ...

Posté par
gbm Webmaster
re : application en médecine d'un condensateur 28-03-21 à 08:49

Blackdark @ 27-03-2021 à 18:19

Donc pour la 9, je dois écrire 10.92 avec seulement 2 chiffres significatifs ?
Soit environ 11 ampères ? Si je me fie aux données de l'énoncé, tu as effectivement un paramètre physique qui n'en possède que deux, donc en vertu de la règle rappelée dans la fiche fournie, on ne peut qu'en fournir deux

Pour la 10, ce qu'on peut modifier est la résistance ainsi que la capacité du générateur car si on reprend l'expression littérale, ces deux facteurs se situent dans l'exponentielle et la vitesse de décroissance est caractérisée par cette dernière. Plus la résistance et la capacité seront élevées et plus l'intensité sera faible et inversement ?
Si je reprends l'expression de l'intensité du courant : i(t) = (-E / Réq) e^(-t/(Réq.C))
à t = 0s, i(0) = -E/Réq, c'est ton point de départ
à t, i(t) va décroître de façon exponentielle

Si E (force électromotrice pile) est plus grande, alors le pic d'intensité sera plus grand mais son temps de décroissance sera identique et il faudra faire attention à ne pas dépasser les 360 J injectés dans le patient et donc réduire la capacité du condensateur.

Pour réduire la vitesse de décroissance de i(t), il faut donc augmenter la constante de temps Tau = Réq.C

On pourrait augmenter Réq = R + Rcoeur mais :
- Rcoeur est intrinsèque au patient, on ne peut pas vraiment jouer là-dessus ;
- R pourrait être augmentée mais c'est une caractéristique de l'appareil (conception à reprendre potentiellement) ;
- On peut enfin augmenter la capacité du condensateur (ce qui est fait dans les questions suivantes) mais il faudra de nouveau faire attention à ne pas dépasser les 360 J injectés dans le patient (et donc diminuer la tension de charge).


Pour la 11, 1mF = 1.10^-3 F. Non, 1 mF = 1.10-3 F, 1.10^-3 F c'est 3 chiffres significatifs !

Pour la tension je dois utiliser
E = 1/2 C.U^2
Soit U = racine carrée (E/(1/2)× C) ?
Avec E = 360 J et C = 1.10^-3 F
Donc : U = racine carrée (360/((1/2) × 1.10^-3)) = racine carrée (720 000) =
Environ 848,5 V soit environ 8,5 . 10^-2V?
Tu es fâché avec les calculs :
E = 1/2 C.U²
<=> 2E = C.U²
<=> C.U² = 2E
<=> U² = 2E/C
<=> U = (2E/C)


Pour l'intensité, on a :
Uc(t)= E.e^(-t/RC) avec Uc = 8,5 . 10^-2V ;
E = 1,8 .10^3 V, R = Réq = 100 ohms et
C = 1.10^-3 F.
Cependant je ne sais pas comment trouver mettre cette expression en fonction du temps pour trouver ce dernier étant donné qu'il se trouve en exponentielle ...
Encore une fois tu ne lis pas attentivement ce que j'ai écrit :
- étape 1 : calcul de la tension de charge avec la nouvelle capacité : ok
- étape 2 : détermination de l'instant t = T à partir duquel on atteint cette tension => calcul littéral à faire
- étape 3 : détermination de l'intensité du courant à t = T

Posté par
Blackdark
re : application en médecine d'un condensateur 28-03-21 à 11:05

Donc pour la 10, si je résume, modifier la force electromotrice serait inutile.
On ne peut modifier alors que la constante de temps Tau, soit que Réq et C ?
Pour la 11,
Tout d'abord pour l'écriture de 1mF, d'après la fiche il me semble que le nombre de chiffres significatifs se trouvent avant la puissance soit 1 × 10^-3, cela ne devrait pas avoir qu'un seul chiffre significatif, celui ci étant le 1 ?
E = 1/2 C.U²
<=> 2E = C.U²
<=> C.U² = 2E
<=> U² = 2E/C
<=> U = racine carrée (2E/C)
<=> U = racine carrée (2 × 360/ 1×10^-3)
<=> U = racine carrée de 720000
<=> U = environ 848,5
Soit environ 8,5 × 10^2 V ?
Est ce normal que je retrouve le même résultat ? De plus dans mon précédent message je ne comprends pas mon erreur, je n'avais juste pas remplacé le E/(1/2) par 2E.
Pour l'intensité :
Uc(t)= E.e^(-t/Réq.C) avec Uc = 8,5 . 10^2V ;
E = 1,8 .10^3 V, R = Réq = 100 ohms et
C = 1 ×10^-3 F.
Je dois remplacer t par 8,5 . 10^2 ?
Soit Uc (8,5 . 10^2)
= 1,8 . 10^3 × e^((8,5 . 10^2) / (100×1 ×10^-3))
= environ 1,8 × 10^-3 A ?

Posté par
Blackdark
re : application en médecine d'un condensateur 28-03-21 à 11:06

Je me suis trompé en effectuant mon calcul, je trouve désormais 1815A environ, cela est il mieux ?

Posté par
gbm Webmaster
re : application en médecine d'un condensateur 28-03-21 à 19:28

Blackdark @ 28-03-2021 à 11:05

Donc pour la 10, si je résume, modifier la force electromotrice serait inutile.
On ne peut modifier alors que la constante de temps Tau, soit que Réq et C ?
C'est la définition même de la constante de temps , je t'invite à relire sa définition dans la fiche ; c'est effectivement elle qui va impacter la vitesse de croissance ou de décroissance de ton dipôle RC.

Pour la 11,
Tout d'abord pour l'écriture de 1mF, d'après la fiche il me semble que le nombre de chiffres significatifs se trouvent avant la puissance soit 1 × 10^-3, cela ne devrait pas avoir qu'un seul chiffre significatif, celui ci étant le 1 ? Oui, c'est bien ça, j'avais mal lu ta phrase qui commençait par "pour la 11", au temps pour moi
E = 1/2 C.U²
<=> 2E = C.U²
<=> C.U² = 2E
<=> U² = 2E/C
<=> U = racine carrée (2E/C)
<=> U = racine carrée (2 × 360/ 1×10^-3)
<=> U = racine carrée de 720000
<=> U = environ 848,5
Soit environ 8,5 × 10^2 V ?
Est ce normal que je retrouve le même résultat ? De plus dans mon précédent message je ne comprends pas mon erreur, je n'avais juste pas remplacé le E/(1/2) par 2E.
Non, ce que tu avais écrit c'est ceci et c'est pour laquelle je me suis permis de te faire la remarque (message du 27-03-21 à 18:19) :

--------------------
Soit U = racine carrée (E/(1/2)× C) ?
Avec E = 360 J et C = 1.10^-3 F
Donc : U = racine carrée (360/((1/2) × 1.10^-3)) = racine carrée (720 000) =
Environ 848,5 V soit environ 8,5 . 10^-2V?
-------------------

Multiplier et diviser par C ça ne revient pas à la même chose


Pour l'intensité :
Uc(t)= E.e^(-t/Réq.C) avec Uc = 8,5 . 10^2V ;
E = 1,8 .10^3 V, R = Réq = 100 ohms et
C = 1 ×10^-3 F.
Je dois remplacer t par 8,5 . 10^2 ? Remplacer un temps par une tension ?!
Soit Uc (8,5 . 10^2)
= 1,8 . 10^3 × e^((8,5 . 10^2) / (100×1 ×10^-3))
= environ 1,8 × 10^-3 A ?

Posté par
gbm Webmaster
re : application en médecine d'un condensateur 28-03-21 à 19:29

Blackdark @ 28-03-2021 à 11:06

Je me suis trompé en effectuant mon calcul, je trouve désormais 1815A environ, cela est il mieux ?

A reprendre, tu as eu un cours en mathématiques sur la fonction exponentielle et la fonction logarithme ? Tu en as besoin pour dérouler le raisonnement qui est un peu plus complexe que ce que tu proposais de faire

Posté par
gbm Webmaster
re : application en médecine d'un condensateur 28-03-21 à 19:46

Après avoir relu la question :

Citation :
Q11. La capacité du condensateur utilisé est 1mF. Le contacteur ouvre le circuit dès qu'une énergie de 360 J a été délivrée.
Déterminer la tension aux bornes du condensateur U et l'intensité I du courant lors de l'ouverture du circuit.


Voici ce qu'il fallait faire (en principe on ne donne que des indications mais j'ai bien peur que ça soit trop compliqué pour toi actuellement) :

En fait, on doit toujours considérer la tension de charge E = 1,8 kV initiale et on cherche à trouver la tension et l'intensité lors de l'ouverture du circuit, donc lorsqu'on a une énergie emmagasinée initiale qui a diminué de 360 J. Il faut donc commencer par déterminer l'énergie initiale emmagasinée par le nouveau condensateur :

Pour C' = 1mF = 1.10-3 F et U= 1,8.103 V

E (énergie emmagasinée lors de la charge totale) = 1/2.C'.U² = 1620 J

Après une décharge de 360J, il reste une énergie de 1620 - 360 = 1260J (je laisse tomber pour les chiffres significatifs)

La tension "résiduelle" lors de l'ouverture du circuit est donc U' = (2.E/C) =1587 V

On calcule ensuite le temps t au bout duquel U' = 1587 V

Pour cela, on sait que U'= E.exp(-t/(Réq.C'))
<=> t = - Réq.C'.ln(U'/E) = ... s

Puis on, détermine l'intensité du courant à cet instant t :

i = E/Réq.exp(-t/(Réq.C')) avec t calculée ci-dessus

<=> i = ... A

On doit aboutir à un ordre de grandeur cohérent avec ce qu'on peut trouver sur un site traitant la défibrillation (et on est bien en-dessous de 1000 A c'est beaucoup trop conséquent !)

Je te laisse faire les applications numériques, il ne restera plus que la dernière question

Posté par
Blackdark
re : application en médecine d'un condensateur 28-03-21 à 20:04

Donc pour la question 11, pour le calcul de tension, mon résultat est correct ?
Et oui en effet diviser et multiplier n'est pas pareil ...
Merci beaucoup pour l'explication et les calculs que vous m'avez donné.
Je me sens assez nul je l'admet alors que cela me paraît plutôt simple ...

Soit : t = - R.C'.(ln(U'/E)
= - 100.1.10^-3.(ln1587/1260)
Je trouve t = - 0,02s environ soit 2 . 10^-2 mais un temps négatif me paraît inappropriée et impossible ...
Donc : i = E/Réq.exp(-t/(Réq.C'))
= 1260 / 100.e^(0,02/(100×1.10^-3))
J'obtiens alors une intensité de 15,39 A environ ?

Posté par
Blackdark
re : application en médecine d'un condensateur 28-03-21 à 20:08

Pour la question 12, le terme "choc exponentielle tronqué" est utilisé car le condensateur fournit des chocs qui se multiplient mais qu'entre deux chocs il y a un certain intervalle de temps sans choc, les chocs sont alors en soit coupés.
Mon raisonnement convient il ?

Posté par
gbm Webmaster
re : application en médecine d'un condensateur 28-03-21 à 20:23

Pour la 11, tu vois bien avec mon raisonnement détaillé que tu n'obtenais pas la même tension résiduelle lors de l'ouverture du circuit que moi, il fallait raisonner sur l'énergie pour cela.

Et ce n'est pas une question de "nullité" : personne n'est nul, c'est juste que j'ai pu constater à travers cet exercice que tu accumules des lacunes depuis le collège qu'il va falloir combler pour éviter que ça se passe mal pour toi au bac (s'il a lieu) ou lors des études supérieures. J'ai un peu le sentiment que tu as voulu te lancer dans cet exercice sans avoir investi du temps pour apprendre le cours et maîtriser ses notions fondamentales (en révisant par la même les notions d'électricité vues au collège et en seconde). Dans ces conditions, forcément, ça coince ... Mais au moins, tu t'es accroché, beaucoup d'autres auraient déjà abandonné dès les premières questions ! Il va donc falloir que tu investisses du temps pour reprendre les notions du cours à connaître et toutes les fiches du site peut t'aider à cela.

Concernant ta proposition :

Blackdark @ 28-03-2021 à 20:04


Soit : t = - R.C'.(ln(U'/E)
= - 100.1.10^-3.(ln1587/1800) on en revient toujours au piège des notations, on parle ici de la force électromotrice "E", sinon ça n'est pas homogène.
Dans l'énoncé, ils auraient dû choisir "W" pour l'énergie emmagasinée et "E" pour la force électromotrice de la pile, ça aurait évité moins de confusions ...


Je trouve t = - 0,02s environ soit 2 . 10^-2 mais un temps négatif me paraît inappropriée et impossible ... C'est très bien d'avoir eu l'esprit critique sur le temps négatif ! Quand ça arrive, il faut essayer de trouver l'origine du problème et là ça venait du fait que ton logarithme n'était pas négatif. Reprends donc le calcul avec la tension de charge

Donc : i = E/Réq.exp(-t/(Réq.C'))
= 1260 / 100.e^(0,02/(100×1.10^-3))
J'obtiens alors une intensité de 15,39 A environ ? A reprendre mais l'ordre de gandeur est plus raisonnable que ta première proposition !

Posté par
gbm Webmaster
re : application en médecine d'un condensateur 28-03-21 à 20:26

Blackdark @ 28-03-2021 à 20:08

Pour la question 12, le terme "choc exponentielle tronqué" est utilisé car le condensateur fournit des chocs qui se multiplient mais qu'entre deux chocs il y a un certain intervalle de temps sans choc, les chocs sont alors en soit coupés.
Mon raisonnement convient il ?

Non, cela vient du raisonnement de la question 11 : tu vois bien que l'énergie accumulée par le condensateur de capacité 1 mF est supérieure à ce qu'on doit injecter dans le patient lors du choc cardiaque (360 J sur les 1620 J de disponibles). Lorsqu'on a délivré 360 J, le circuit s'ouvre, donc le condensateur n'a pas le temps de se décharger complètement suivant une allure exponentielle vue en classe

Posté par
Blackdark
re : application en médecine d'un condensateur 28-03-21 à 20:48

Merci beaucoup, cela est très gentil à vous.
En effet, je ne peux vous cacher que j'ai quelques lacunes, et bien évidemment je retravaillerais cet exercice.
Pour la 11 donc, la tension aux bornes du condensateur U est alors de 1587 V.
Et pour l'intensité :
t = - R.C'.(ln(U'/E)
= - 100.1.10^-3.(ln1587/1800)
Je trouve t = 0,01s environ soit 1 . 10^-2 ?
Soit : i = E/Réq.exp(-t/(Réq.C'))
= 1800 / 100.e^(-0,01/(100×1.10^-3))
J'obtiens alors une intensité de 16,29 A environ ?
Donc pour la 12, merci, votre explication me paraît très claire.

Posté par
gbm Webmaster
re : application en médecine d'un condensateur 28-03-21 à 21:04

Blackdark @ 28-03-2021 à 20:48

Merci beaucoup, cela est très gentil à vous.
En effet, je ne peux vous cacher que j'ai quelques lacunes, et bien évidemment je retravaillerais cet exercice.
Pour la 11 donc, la tension aux bornes du condensateur U est alors de 1587 V ok
Et pour l'intensité :
t = - R.C'.(ln(U'/E)
= - 100.1.10^-3.(ln1587/1800)
Je trouve t = 0,01s environ soit 1 . 10^-2 ? ok avec le nombre de chiffre significatif, il faudra cependant mémoriser avec ta calculatrice la valeur exacte pour le calcul suivant (pour ne pas perdre en précision)
Soit : i = E/Réq.exp(-t/(Réq.C'))
= 1800 / 100.e^(-0,01/(100×1.10^-3))
J'obtiens alors une intensité de 16,29 A environ ? Bizarre, je trouve 20,42 A en faisant fi du nombre de chiffre significatifs

Donc pour la 12, merci, votre explication me paraît très claire. OK


Si on résume, il faut que tu révises bon nombre de notions de cours pour progresser :

- les chiffres significatifs : Les chiffres significatifs

- les bases en électricité (loi des mailles, ...) : Signaux et circuits électriques complexes : les capteurs mais également les fiches du collège disponibles sur le site

- apprendre le cours sur le dipôle RC (étude de la charge et de la décharge, tension et intensité du courant aux bornes du condensateur dans les deux situations, constante de temps caractéristique, énergie emmagasinée, etc.) : Condensateurs et dipôles RC

- la fonction exponentielle et logarithme : et (tu as également des exercices d'entraînement sur le site voisin).

Et bien entendu il y a le forum en cas de besoin mais tu as compris le maître mot : mettre le paquet sur l'apprentissage du cours et les révisions des notions fondamentales des années passées !

Posté par
Blackdark
re : application en médecine d'un condensateur 28-03-21 à 22:00

J'ai refait le calcul plusieurs fois en essayant de trouver mon erreur de calcul mais je retombe sur 16.29 A environ.
Sinon, je vous remercie pour toute l'aide que m'avez apporté, sans vous je n'aurais pas réussi.
Je prendrais le temps nécessaire pour connaître ces notions.
Encore merci !

Posté par
gbm Webmaster
re : application en médecine d'un condensateur 29-03-21 à 06:22

Bonjour,

Je viens de refaire le calcul, comme je te l'ai écrit, il faut mémoriser la valeur trouvée pour le temps pour avoir plus de précisions (même si on n'affiche qu'un chiffre significatif, sa valeur est 0,012594122335785 s pour le calcul de l'intensité) et je trouve 15,87 A, j'ai dû taper trop vite hier.

Je t'en prie pour l'aide, reprends ça à tête reposée et tente de refaire toutes les questions car c'est une application assez directe du cours.

Bonne semaine !

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