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Niveau reprise d'études
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Applications de l'intégrale indéfinie

Posté par
usmi
18-04-21 à 15:40

j'ai un exercice d'éléctricité  pour lequel je remercie chacun pour son commentaire.

Je publie l'énoncé d'origine en anglais, puis ma traduction en français.

A current  i = t/( (t^2 + 1 )) is sent into a circuit containing a previously uncharged 4 * 10^-6 farad capacitor.

How long does it take for the capacitor voltage to be 100V ?

Un courant i = ... est appliqué à un circuit contenant un condensateur de 4 * ...  farad, non chargé à l'origine.

Quel temps est nécessaire pour que  la tension aux bornes du condensateur soit de 100V ?

J'ai fait comme suit, sachant que V = 1/C i * dt, où C est la capacité du condensateur:

V = 1/C ( t^2 + 1 )^1/2 + C1    100 = (1/4* 10^-6) * ( t^2 + 1 )^1/2

Je trouve t = -1s   ???




Posté par
vanoise
re : Applications de l'intégrale indéfinie 18-04-21 à 15:48

Bonjour
Quelle est ta valeur de la constante C1 ?

Posté par
usmi
re : Applications de l'intégrale indéfinie 18-04-21 à 16:27

Bonjour, vanoise,

tout d'abord excuses-moi d'avoir oublié de dire bonjour au début

Comme le condensateur n'est pas chargé à l'origine, j'ai assumé C1 = 0

Posté par
vanoise
re : Applications de l'intégrale indéfinie 18-04-21 à 16:45

Puisque le condensateur est déchargé à la date t=0, il faut écrire : q=0 à t=0 ; cela conduit à une constante C1 différente de zéro. C'est pour cette raison que tu obtiens un résultat aberrant.

Posté par
usmi
re : Applications de l'intégrale indéfinie 18-04-21 à 17:17

ok, donc si j'ai bien compris il faut d'abord que je calcule q = i * dt et trouver C1  pour t = 0  ?

Posté par
vanoise
re : Applications de l'intégrale indéfinie 18-04-21 à 18:59

Oui : tu as déjà trouvé une primitive de i. Tu obtiens l'expression de la charge du condensateur :

q=\sqrt{t^{2}+1}+C_{1}

Tu sais de plus que q=0 si t=0...

Posté par
usmi
re : Applications de l'intégrale indéfinie 18-04-21 à 20:18

oui, c'est ce que je voulais dire plus haut, sans détails.

Cela me donne  - ( t^2 + 1 ) = C1 et C1 = -1,

mais ensuite ?  

En trouvant la primitive de q  j'ai une 2ème constante, C2

Si j'ai pas fait d'erreur, j'obtiens à nouveau un résultat négatif!?

Posté par
vanoise
re : Applications de l'intégrale indéfinie 18-04-21 à 21:01

Cela donne donc :  q=\sqrt{t^{2}+1}-1
La date t1 recherchée correspond à q1=C.V1=4.10-4 C
tu as donc ammené à résoudre l'équation :

\sqrt{t^{2}_1+1}=1+4.10^{-4}
Cette équation admet une racine positive.

Posté par
usmi
re : Applications de l'intégrale indéfinie 18-04-21 à 21:02

j'ai oublié de préciser que la 2ème constante, C2 devrait être 0 puisque le condensateur est vide à t = 0.

Posté par
usmi
re : Applications de l'intégrale indéfinie 18-04-21 à 21:19

merci,

je trouve  8* 10^-4 s,

est-ce possible ou ai-je encore fait une gaffe?

Posté par
vanoise
re : Applications de l'intégrale indéfinie 18-04-21 à 21:23

Il s'agit de la valeur du carré de t1.

Posté par
usmi
re : Applications de l'intégrale indéfinie 18-04-21 à 21:30

oui, bien sûr, j'ai oublié d'extraire la racine carrée!

Alors ce serait  2,8 *10^-2 s.

Posté par
vanoise
re : Applications de l'intégrale indéfinie 18-04-21 à 21:31

C'est bien cela  !

Posté par
usmi
re : Applications de l'intégrale indéfinie 18-04-21 à 21:36

Merci beaucoup, la vanoise pour ta patience et bon dimanche soir.

Demain peut-être, je posterai un des autres exercices que je n'arrive pas à résoudre.



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