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Calcul de tension de sortie

Posté par
Titouan35
02-05-20 à 12:16

Bonjour à tous et à toutes,
Je me permets de vous solliciter aujourd'hui car je rencontre un problème lié à un manque de connaissance sur le sujet … Je souhaiterai calculer la tension de sortie V du schéma ci-dessous :




La partie électrique est séparée de la partie mécanique par un transformateur parfait de gain α. J'ai commencé avec les impédances, mais j'en rencontre plus de difficultés avec le transformateur.

Merci de votre aide, Bonne journée,

Calcul de tension de sortie

Posté par
gts2
re : Calcul de tension de sortie 02-05-20 à 12:27

Bonjour,

Le plus simple est peut être de travailler avec les impédances ramenées, comme cela vous aurez un pont diviseur classique. Aves-vous étudié cette notion ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Calcul de tension de sortie 02-05-20 à 12:29

Bonjour à vous deux,

@Titouan35 : pourrais-tu mettre à jour ton profil, il affiche "terminale S", ce qui porte à confusion avec le niveau de l'exercice.

Merci et bon après-midi,

Posté par
Titouan35
re : Calcul de tension de sortie 02-05-20 à 12:39

gts2 @ 02-05-2020 à 12:27

Bonjour,

Le plus simple est peut être de travailler avec les impédances ramenées, comme cela vous aurez un pont diviseur classique. Aves-vous étudié cette notion ?

Tout d'abord, je vous remercie de votre réponse. J'ai effectivement étudié ces notions d'électricité il y a quelques temps, je vous avoue que toutes ces notions ne sont plus très claires dans ma tête...
Voici, ce que j'ai commencé à faire (je me permets de prendre en photo mon travail car j'ai cru comprendre qu'en période de confinement cela était autorisé) :

Calcul de tension de sortie

Posté par
Titouan35
re : Calcul de tension de sortie 02-05-20 à 12:39

gbm @ 02-05-2020 à 12:29

Bonjour à vous deux,

@Titouan35 : pourrais-tu mettre à jour ton profil, il affiche "terminale S", ce qui porte à confusion avec le niveau de l'exercice.

Merci et bon après-midi,



C'est chose faite

Posté par
gbm Webmaster
re : Calcul de tension de sortie 02-05-20 à 12:45

Merci et je confirme pour les propositions manuscrites ( [COVID-19] Assouplissements jusqu'à FIN JUIN) : toléré si c'est présenté comme sur un devoir sur table (ce qui est le cas ici)

Je vous laisse poursuivre,

Posté par
gts2
re : Calcul de tension de sortie 02-05-20 à 12:52

Si c'est lointain, il suffit d'écrire les lois des tensions et courants ce qui revient à retrouver l'impédance ramenée.

Pour le V c'est immédiat.
Pour C0, il faut appliquer la loi d'Ohm avec le Is et Vs (s pour secondaire), introduire les lois précédentes, ce qui vous donne la loi d'Ohm avec Ip et Vp (p pour primaire) soit Vp=Zr Ip, vous pouvez alors remplacer le primaire par Zr.

Tout ceci en supposant le circuit ouvert. Or je viens de m'apercevoir qu'il y a un courant I qui sort, c'est bien le cas ? Si oui, il faudra ajouter son effet.

Posté par
Titouan35
re : Calcul de tension de sortie 02-05-20 à 14:17

J'ai tenté de faire une loi des mailles complexes dans la maille gauche mais je ne sais pas comment prendre en compte la partie du transformateur. J'ai donc pour le moment établi que (j L_mW+1/j C_mW)I=Fe   (I complexe) en ayant bien conscience que je ne prends pas en compte le transformateur de gain alpha.

J'ai l'expression finale de V (voir pièce jointe) mais j'aimerai comprendre et retrouver le cheminement

Posté par
Titouan35
re : Calcul de tension de sortie 02-05-20 à 14:18

Avec l'image c'est mieux

Calcul de tension de sortie

Posté par
Titouan35
re : Calcul de tension de sortie 02-05-20 à 14:34

Rectification :
(j L_mW+1/j C_mW+R)I=Fe   (I complexe)

Posté par
gts2
re : Calcul de tension de sortie 02-05-20 à 15:51


(j L_mW+1/j C_mW+R)I=Fe  

Comme vous le dites vous-même "je ne prends pas en compte le transformateur de gain alpha."
C'est une loi des mailles, il suffit d'ajouter la tension oubliée lors du parcours de la maille : tension au primaire du transfo.
Soit  (j L_mW+1/j C_mW+R)I+V_p=Fe
Et d'utiliser la méthode indiquée dans mon message de 12:52 pour déterminer Vp.

Attention aux notations, il y a déjà un I au secondaire, mettez des indices pour vous y retrouver.

Quant à votre expression j'ai du mal à m'y retrouver : c'est quoi R ?  R=Rm ? mais dans ce cas vous faites intervenir en même temps D qui est l'équivalent mécanique de Rm. Où sont passés Lm et Cm ?  Votre au numérateur est raisonnable en interprétant :1 comme N2/N1. La présence de  ^2 est attendu (lié à l'impédance ramenée).

Posté par
Titouan35
re : Calcul de tension de sortie 02-05-20 à 16:03

Merci de votre précieuse réponse.
L'expression V (tension de sortie) est celle pour une excitation mécanique entretenue à la fréquence de résonance  f_0 =(1/2 \pi) ( \sqrt{1/( L_m  C_m) }

Je vais essayer d'appliquer la méthode que vous m'avez indiqué. Je vous tiens au courant.

Merci encore de votre aide,

Posté par
Titouan35
re : Calcul de tension de sortie 02-05-20 à 16:06

Alpha est un facteur de force : c'est le rapport entre la force Fp appliquée sur un élément piézo électrique et la tension V à déformation nulle.

Posté par
Titouan35
re : Calcul de tension de sortie 02-05-20 à 16:50

Pouvez-vous me dire si ce que j'ai fait pour le moment est correct ?

Merci encore pour votre aide,

Calcul de tension de sortie

Posté par
gts2
re : Calcul de tension de sortie 02-05-20 à 16:57

C'est tout à fait correct.
I est considéré comme une variable ? Il faudra donc donner V=V(Fe,I) ?

Posté par
Titouan35
re : Calcul de tension de sortie 02-05-20 à 17:07

Merci,
I est un courant alternatif sinusoïdal
J'en déduis que (voir pièce jointe)

Mais je ne vois pas comment relier mon expression à V

Calcul de tension de sortie

---------

***Images recadrées => attention à ce que ça ne devienne pas des brouillons***

Posté par
gts2
re : Calcul de tension de sortie 02-05-20 à 17:48

La présence de I complique un peu les choses, vous avez intérêt à raisonner au secondaire : exprimer Vp(Ip,Fe), déjà fait, Vs(Vp), idem, se débarrasser de Ip par la loi des courants, il ne vous restera plus que les grandeurs au secondaire à manipuler Vs Is I.

Posté par
Titouan35
re : Calcul de tension de sortie 02-05-20 à 18:21

Merci de votre patience,
Voici ce que j'ai obtenu donc. Est-ce correct ?

Calcul de tension de sortie

Posté par
gts2
re : Calcul de tension de sortie 02-05-20 à 18:37

C'est bien cela.

Posté par
Titouan35
re : Calcul de tension de sortie 02-05-20 à 18:46

Merci. Je suis désolé mais je ne vois pas comment à partir des grandeurs secondaires je puisse exprimer V(tension de sortie)... Je pense que la loi des noeuds (Is=Ip+I) doit intervenir mais je ne vois pas comment ...

Posté par
gts2
re : Calcul de tension de sortie 02-05-20 à 18:53

Récapitulons (en tenant compte de la résonance pour alléger)
Vp=Fe-Rm Ip= Vs
Ip=Is/
soit Vs=Fe/-Rm/^2 Is (1)
C0 : I's= j C0 Vs (2)
Loi des noeuds : Is=I's+I dans laquelle on injecte Is tiré de (1) et I's tiré de (2)

Posté par
Titouan35
re : Calcul de tension de sortie 02-05-20 à 19:19

Je vous remercie infiniment ! Vous m'avez été d'une grande aide ! Voici ce que j'ai donc trouvé :

Calcul de tension de sortie

Posté par
gts2
re : Calcul de tension de sortie 02-05-20 à 22:44

Merci, mais c'est vous qui avez écrit les équations.
Bonne continuation.



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