Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Accueil l'île de la physique - chimie Forum de physique - chimieListe de tous les forums de physique - chimie SupérieurOn parle exclusivement de physique/chimie, pour le supérieur principalement, les BTS, IUT, prépas... Maths supForum Supérieur de maths sup PhysiqueTopics traitant de Physique [tout]Lister tous les topics de physique - chimie

1 2 +

Niveau maths sup
Partager :

Electrocinétique

Posté par Profil iltour20 31-12-17 à 13:39

Bonjour,

J'ai un (long) exercice d'électrocinétique à faire. J'ai mis après l'énoncé de l'exercice ci-dessous ce que j'ai déjà fait, merci de me dire si c'est juste, et ce qui me pose problème. Merci d'avance pour votre aide.

Voici l'exercice (les figures sont ci-dessous) :

On étudie dans cette partie un circuit RLC avec le montage de la figure 1.
Au départ, les interrupteurs sont ouverts, le condensateur C est chargé avec une charge Q0 et tous les courants sont nuls. On ferme l'interrupteur K1 à t=0.

1.1 Déterminer littéralement le courant circulant dans la bobine en régime permanent et le temps qu'il faut pour atteindre ce régime à 10 % près.

On considère ce régime permanent établi et on ferme les interrupteurs K2 et K3 à un instant t que l'on considère comme nouvelle origine des temps.

1.2 Déterminer u, i1, i2 et i3 juste après la fermeture de l'interrupteur.

1.3 Déterminer u, i1, i2 et i3 au bout d'un temps très grand.

1.4 On admet qu'une source idéale de tension E en série avec une résistance R0 est équivalente à une source idéale de courant I0 en parallèle de la résistance R0 avec I0=E/R0.
Faire le nouveau schéma du montage.

1.5 Montrer que l'équation différentielle vérifiée par i2(t) s'écrit comme la figure 2 (pour plus de lisibilité), avec Req à déterminer.

1.6 Déterminer et exprimer la pulsation propre 0 du circuit ainsi que son facteur de qualité Q en fonction de R, R0, L et C. Comparer au facteur de qualité d'un circuit RLC série. Comment expliquer que l'effet de la résistance sur le facteur de qualité semble inversé ?

1.7 On veut prendre en compte la résistance interne R' de la bobine : comment sont modifiés les résultats précédents ? Dans la suite de cette partie, on négligera cette résistance R'.

1.8 Justifier qu'il existe une valeur critique de la résistance R, notée Rc que l'on exprimera en fonction de R0, L et C, qui permet de distinguer plusieurs types de régimes pour i2(t).

1.9 Dans le cas R>Rc, donner les expressions de i2(t) et u(t) en fonction de I0, 0, Q0, C et Q. Tracer l'allure de ces fonctions en précisant les temps caractéristiques. Puis tracer l'allure de u(i2). Que peut-on dire dans le cas R>>Rc ?

1.10 Dans le cas R=Rc, donner les expressions de i2(t) et u(t). On ne cherchera pas l'expression des constantes d'intégration.

1.11 Dans le cas R<Rc, donner les expressions de i2(t) et u(t). On ne cherchera pas l'expression des constantes d'intégration.

2. Caractérisation expérimentale

Un élève souhaite vérifier expérimentalement le comportement d'un circuit RLC parallèle. Il dispose pour cela d'un générateur de tension basse fréquence (GBF) de résistance interne r=50 capable de délivrer des signaux créneaux basculant entre les valeurs 0 et E avec E=6 V, de période T ajustable, et d'un oscilloscope comportant deux entrées analogiques.

Il propose le montage de la figure 3 pour le circuit.

Les valeurs de l'inductance de la bobine et de la capacité du condensateur sont respectivement L=10mH et C=4,0 F.
R correspond à une association de boîtes de résistances AOIP variables permettant d'obtenir une résistance R variable entre 0 et 10 k. La valeur de la résistance R0 est R0=500 .

2.1 Comment doit-on choisir la période T du GBF pour visualiser le régime transitoire du circuit RLC ? On donnera un ordre de grandeur de T dans le cas où R=500 .

2.2 On souhaite observer sur l'oscilloscope u(t) et i2(t). On rajoute pour cela une résistance R' de valeur faible, en série avec la bobine. Faire un schéma du montage électrique correspondant. Préciser si l'oscilloscope doit être en mode AC ou DC. Peut-on observer simultanément u(t) et i2(t) ? Préciser.

2.3 On suppose que les réglages effectués sont corrects. On obtient sur l'oscilloscope pour R=500 la courbe u(t) représentée sur la figure 4.

Commenter l'allure de la courbe observée. Les conditions initiales sont-elles les mêmes que dans l'étude théorique de la partie 1 ? Cela change-t-il les expressions de 0 et Q ?
Le type de régime obtenu dépend-il des conditions initiales ?
Déduire du signal observé le décrément logarithmique et la pseudo-période.
En déduire dans l'approximation de faible amortissement la pulsation propre et le facteur de qualité du circuit.
Ces valeurs sont-elles en accord avec ce que l'élève attendait, compte-tenu des valeurs des dipôles qu'il a utilisés ?

2.4 Quel est l'intérêt de la résistance R0, les valeurs de L et C étant toujours fixées ?

Ce que j'ai déjà fait :

1.1 J'ai dit que l'on avait un circuit équivalent à la figure 5.

Avec cela, on a :
i2=i

Avec une loi des mailles (maille orientée sur la figure), on a :
E-R0i-u=0
E-R0i-L*di/dt=0

Résolvons cette équation différentielle :

L*di/dt+R0i=E.
Ce qui équivaut à : L/R0 * di/dt + i = E/R0.

Solution de l'équation homogène : L/R0 * di/dt + i = 0
i(t)=A*exp((-t*R0)/L).

Solution particulière : E/R0.

La solution est donc : i(t)=A*exp((-t*R0)/L) + E/R0.

Avec la continuité de l'intensité du courant traversant la bobine, on a :
i(t=0+)=i(t=0-)=0=A+E/R0.

Donc : A=-E/R0.

Donc : i(t)=E/R0(1-exp((-t*R0)/L).

De plus, le régime permanent correspond à t.
En régime permanent, on a : i(t)=E/R0.
On cherche désormais le temps pour atteindre i(t)=0,9*E/R0.

Résolvons donc l'équation :

E/R0(1-exp((-t*R0)/L)=0,9*E/R0
0,1=exp((-t*R0)/L).
Donc t=(-ln(0,1)*L)/R0.

Les réponses à cette question sont-elles correctes ?

1.2 Le circuit est équivalent à la figure 6.

Avec la continuité de l'intensité du courant qui traverse la bobine, on a :
i2(t=0-)=i2(t=0+)=E0/R

On a aussi : u(t=0+)=Q0/C (comment justifier correctement cette égalité ?)

On sait aussi que u=R*i3, donc, à t=0+ Q0/C=R*i3.

Donc : i3(t=0+)=Q0/CR.

Enfin, en appliquant une loi des mailles dans la maille orientée sur la figure 6, on obtient :

E-R0i-u=0.
Donc : E-u=R0i.
Donc : E-Q0/C=R0i.
Donc : i=(E-Q0/C)/R0.

Les réponses à cette question sont-elles exactes ?

1.3 On aurait donc un circuit équivalent à la figure 7, mais je ne vois pas du tout comment faire. Je pense qu'il faut appliquer une loi des nœuds, mais où ?

1.4. OK !

1.5 et questions suivantes : Je ne vois pas du tout comment m'y prendre, pourriez-vous me dire comment faire s'il vous plaît ? Merci d'avance.

Je vous remercie beaucoup pour votre aide et j'espère que vous m'aiderez, vu le temps que j'ai mis à poster ce message et à faire les dessins en pièce jointe...

Bon après-midi et merci.

Electrocinétique

Posté par
vanoisere : Electrocinétique 31-12-17 à 15:33

Bonjour
Tu as bien travaillé ! D'accord avec toi pour 1.1 et 1.2.
Pour 1.3 : d'accord avec ta figure 7. Évidemment : i1=0.
La bobine se comporte comme un fil conducteur de résistance négligeable, donc :
u=0 ; i3=0.
Le courant circule dans le générateur et la bobine :
i=i2=E/Ro
Pour la suite : tu  obtiens un générateur de courant idéal alimentant trois branches en dérivation :une correspond à L, la deuxième à C, la troisième à Req (résistance équivalente aux deux résistances). Il faut appliquer la loi des nœuds puis exprimer chacune des trois intensités en fonction de la tension u commune aux trois branches.
Je te laisse réfléchir et proposer une solution !

Posté par Profil etudiantiloisre : Electrocinétique 31-12-17 à 15:42

Merci pour votre réponse !

Pourquoi peut-on dire que i=i2 ?

Posté par
vanoisere : Electrocinétique 31-12-17 à 16:11

Citation :
Pourquoi peut-on dire que i=i2 ?

Je l'ai indiqué dans mon message précédent : dans le cas particulier du régime permanent établi, toutes les dérivées par rapport au temps sont nulles :
i_{1}=C\frac{du}{dt}=0 : le condensateur se comporte comme un interrupteur ouvert comme l'a bien indiqué iltour20 figure 7.

u=L\frac{di_{2}}{dt}=0 : la bobine se comporte comme un fil conducteur de résistance négligeable comme indiqué figure 7.

Loi d' Ohm : i_{3}=\frac{u}{R}=0 .

La loi des noeuds conduit ainsi à :

i=i_{1}+i_{2}+i_{3}=i_{2}

Posté par Profil iltour20re : Electrocinétique 31-12-17 à 16:47

J'ai bien compris jusqu'à présent.

En fait, on aurait donc le schéma équivalent en pièce jointe pour la 1.4.

Vous dites de calculer une résistance équivalente, mais comment pourrait-on faire ça alors que les deux résistances ne sont pas en parallèle "à côté" ? C'est-à-dire que leurs deux fils ne sont pas à côté, mais sont séparés par deux autres fils ? Je ne sais pas si vous me comprenez...

Cela signifierait donc que l'on pourrait intervertir tous les fils contenant R0, L, C et R ?

Je suis un peu perdu...

Merci pour l'aide.

Electrocinétique

Posté par Profil iltour20re : Electrocinétique 31-12-17 à 16:49

Je crois que Vanoise est parti...

Pourriez-vous prendre le relais J-P s'il vous plaît ?

Merci d'avance, cet exercice est urgent...

Posté par
vanoisere : Electrocinétique 31-12-17 à 17:11

Imagine un TP avec deux dipôles en parallèles, le circuit étant réalisé avec des fils souples.
Sans débrancher aucun fil, tu fais passer à droite le dipôle de gauche : le fonctionnement est-il modifié ?
Imagine que tu places "cote à cote" les deux résistances, les lois des noeuds et des mailles seraient-elles modifiées ?
Plus généralement, l'ordre dans lequel tu  places tes quatre dipôles en parallèle ne modifie pas le fonctionnement du circuit !

Posté par
vanoisere : Electrocinétique 31-12-17 à 17:24

Je te fournis la solution. Tu sembles sérieux et je pense que tu vas chercher à comprendre. Je regroupe R et Ro et pose : R_{eq}=\frac{R.R_{0}}{R+R_{0}}  et note i3 l'intensité dans cette branche de résistance Req.

i_{3}=\frac{u}{R_{eq}}=\frac{L}{R_{eq}}.\frac{di_{2}}{dt}\quad;\quad i_{1}=C\frac{du}{dt}=L.C.\frac{d^{2}i_{2}}{dt^{2}}

Loi des noeuds :

I_{0}=L.C.\frac{d^{2}i_{2}}{dt^{2}}+\frac{L}{R_{eq}}.\frac{di_{2}}{dt}+i_{2}

Posté par Profil iltour20re : Electrocinétique 31-12-17 à 17:35

Merci pour votre réponse.

Je vais étudier la solution que vous me fournissez.

Cependant, vous me dites d'imaginer un TP, sauf que je suis perdu en TP d'électricité, donc je ne comprends pas comment vous pouvez dire "Plus généralement, l'ordre dans lequel tu  places tes quatre dipôles en parallèle ne modifie pas le fonctionnement du circuit !"

Désolé... Pensez-vous pouvoir m'éclaircir ce point s'il vous plaît ?

Posté par
vanoisere : Electrocinétique 31-12-17 à 17:45

Dans toutes les équations que tu as très bien écrites dans les questions précédentes, l'ordre dans lequel sont placés les trois dipôles R, L et C branchés en dérivation n'intervient jamais dans le raisonnement et les calculs. Tu peux donc les placer dans l'ordre que tu veux. Cela est vrai pour un nombre quelconque de dipôles placés en dérivations.
Tout cela est assez "basique" mais pas facile d'aborder l'électricité en post-bac sans en avoir fait depuis le collège !

Posté par Profil iltour20re : Electrocinétique 31-12-17 à 17:52

Donc la figure de mon message de 16:47 est totalement équivalente à celle-ci dessous ?

Si oui, je ne comprends vraiment pas pourquoi...

Merci encore pour votre aide.

Electrocinétique

Posté par
vanoisere : Electrocinétique 31-12-17 à 17:55

Bien sûr !
Essaie d'écrire les équations concernant ce circuit : tu vas obtenir exactement les mêmes ! Tant que tu y es : remplace les deux résistances par leur résistance équivalente en notant i3 l'intensité qui la traverse.

Posté par Profil iltour20re : Electrocinétique 31-12-17 à 18:00

Merci beaucoup !

Je vous envoie un circuit équivalent avec la résistance équivalente dans quelques minutes.

Vous serez jusqu'à quelle heure en ligne sur le forum ?

J'ai vraiment besoin d'aide...

Posté par Profil iltour20re : Electrocinétique 31-12-17 à 18:09

On a : 1/Req=1/R0+1/R=(R+R0)/R*R0.

Donc Req=(R*R0)/(R+R0).

D'où le circuit équivalent ci-après.

C'est correct ?

Et on aurait pu mettre (R*R0)/(R+R0) à la place de R0 dans la figure de mon message de 16:47 ? Mais dans ce cas-là, qu'aurait-on fait de i3 ?

Electrocinétique

Posté par
vanoisere : Electrocinétique 01-01-18 à 01:12

Citation :
C'est correct ?

Parfait !
Tu peux permuter comme tu veux les trois dipôles L,C,Req sans changer les propriétés du circuit et, par exemple, placer  Req à gauche de L sur le schéma.
Une remarque tout de même. Le sens physique de i3 à changer par rapport à celui qu'il avait aux questions précédentes. Il désigne maintenant l'intensité du courant traversant Req alors que dans les questions précédentes, il désignait l'intensité du courant à travers R.
Meilleurs voeux pour l'année 2018 !

Posté par Profil iltour20re : Electrocinétique 01-01-18 à 11:54

Bonjour,

Merci beaucoup pour votre réponse.

Je commence à comprendre.

Mais pour la loi des nœuds que vous appliquez en 1.4, je ne vois pas du tout en quel noeud vous l'appliquez...

Est-ce que on peut écrire i3 au dessus du rectangle de la résistance, i1 au dessus des deux traits du condensateur, et i2 au dessus des spirales de la bobine ? (avec une flèche) ?

Bonne année à vous aussi !

Posté par
vanoisere : Electrocinétique 01-01-18 à 14:55

Puisque les fils de liaisons entre dipôles sont des conducteurs de résistances négligeables, on peut les raccourcir, les allonger, les déformer, sans modifier les propriétés du circuit.
L'intensité dans une branche sans  dérivation est la même en toute section du conducteur. Tu peux donc placer la flèche représentant cette intensité n'importe où le long de cette branche sans dérivation.
Voici une autre schématisation possible du même circuit permettant de mieux visualiser la loi des nœuds.

Electrocinétique

Posté par Profil iltour20re : Electrocinétique 01-01-18 à 18:12

Bonsoir,

Merci beaucoup, c'est plus clair !

Auriez-vous une idée pour la question 1.6 ?

Tout ce que je sais, c'est que 02=1/LC, et encore, je ne sais pas si c'est bien le cas dans cet exercice ?

Posté par
vanoisere : Electrocinétique 01-01-18 à 23:15

En divisant tous les termes par LC :

I_{0}=L.C.\frac{d^{2}i_{2}}{dt^{2}}+\frac{L}{R_{eq}}.\frac{di_{2}}{dt}+i_{2}\iff\frac{d^{2}i_{2}}{dt^{2}}+\frac{1}{R_{eq}.C}\cdot\frac{di_{2}}{dt}+\frac{1}{L.C}\cdot i=\frac{I_{0}}{L.C} \\
Soit :

\frac{d^{2}i_{2}}{dt^{2}}+\frac{\omega_{0}}{Q}\cdot\frac{di_{2}}{dt}+\omega_{0}^{2}\cdot i=\omega_{0}^{2}\cdot I_{0}

Par identification :

\omega_{0}=\frac{1}{\sqrt{L.C}}: pulsation propre du circuit ;

Q : facteur de qualité du circuit : Q=R_{eq}.C.\omega_{0}

On obtient effectivement l'inverse du facteur de qualité d'un circuit RLC série. Tu as sûrement étudié en cours le fait que Q est d'autant plus grand que l'amortissement des oscillation est lent. Le cas limite, physiquement impossible, d'un amortissement nul correspondant à Q tendant vers l'infini. Tu sais aussi qu'un amortissement nul correspondrait à une puissance dissipée par effet Joule nulle. Dans un circuit série, une telle puissance nulle correspondrait à Req tendant vers zéro. Ici dans un montage en dérivation... Je te laisse réfléchir...

Posté par Profil iltour20re : Electrocinétique 02-01-18 à 01:31

Merci pour votre réponse.

Mais pour la question 1.6, on ne peut pas dire directement que 02=1/LC d'après le cours ?

Parce qu'en fait, je ne comprends pas vraiment ce que signifie votre "soit" de votre dernier message. Vous déduisez cela de l'équivalence ou vous utilisez un résultat du cours ? Si vous utilisez le cours, pourquoi avez-vous le droit de l'utiliser et pourquoi ne peut-on pas alors dire directement que 02=1/LC  ?

Ensuite, je ne comprends pas comment vous trouvez l'expression du facteur de qualité Q... Moi je sais seulement que Q=1/R*(L/C)...

Enfin, je ne comprends pas du tout ce que vous dites, quand vous dites cela :

Citation :
Le cas limite, physiquement impossible, d'un amortissement nul correspondant à Q tendant vers l'infini. Tu sais aussi qu'un amortissement nul correspondrait à une puissance dissipée par effet Joule nulle. Dans un circuit série, une telle puissance nulle correspondrait à Req tendant vers zéro.


Je crois qu'on n'a pas parlé de cela en cours malheureusement... Notamment, à quoi correspond l'effet Joule ?

MERCI pour votre aide, j'essaye de comprendre, mais ne pas comprendre ce que vous dîtes m'inquiète...

Posté par Profil iltour20re : Electrocinétique 02-01-18 à 13:51

Bonjour,

J'ai vraiment besoin d'aide.

Quelqu'un d'autre que Vanoise peut-il prendre le relais svp ?

Si Vanoise revient, peut-il me donner les indications de réponse pour les questions suivantes ?

Sinon je n'aurai jamais fini à temps...

Merci encore pour l'aide.

Posté par
vanoisere : Electrocinétique 02-01-18 à 17:02

J'imagine qu'en cours, tu as étudié le circuit RLC série. Tu as ici un circuit RLC parallèle : pourquoi voudrais-tu que les expressions de la pulsation propre et du facteur de qualité soient obligatoirement les mêmes ? Il faut écrire l'équation différentielle sous la forme générale :

\frac{d^{2}i_{2}}{dt^{2}}+\frac{\omega_{0}}{Q}\cdot\frac{di_{2}}{dt}+\omega_{0}^{2}\cdot i=\omega_{0}^{2}\cdot I_{0}
puis identifier avec celle du circuit :

\frac{d^{2}i_{2}}{dt^{2}}+\frac{1}{R_{eq}.C}\cdot\frac{di_{2}}{dt}+\frac{1}{L.C}\cdot i=\frac{I_{0}}{L.C}
Pour la suite, tu sais que la solution est de la forme générale :

i_{2}=I_{0}+A.\exp\left(-\frac{t}{\tau}\right)\cdot\cos\left(\omega.t+\varphi\right)
Il faut choisir la fréquence du signal en créneau de sorte que le régime permanent soit atteint chaque demie période. Chaque demie période doit donc valoir environ 5\tau. A toi d'exprimer \tau en fonction des caractéristiques du circuit...

Posté par Profil iltour20re : Electrocinétique 02-01-18 à 17:13

Merci pour votre réponse.

Je suis vraiment désolé vanoise, mais je ne comprends vraiment plus rien...

Comment connaissez-vous cette forme générale de l'équation ? Vous la prenez juste du cours ou de l'exercice ? Parce que j'ai vérifié, je n'ai absolument pas cela dans le cours.
Je n'ai qu'une équation différentielle avec du uC.

Idem, vous dites que je sais que la solution est de la forme générale :

[quote]Pour la suite, tu sais que la solution est de la forme générale : "...", mais je n'ai pas ça non plus dans le cours...

Désolé de ne pas comprendre...

Posté par
vanoisere : Electrocinétique 02-01-18 à 17:24

Impossible sur un forum de refaire un cours en entier... Voici un lien qui pourra peut-être t'aider en liaison avec les indications de mon message précédent mais les notations utilisées ne sont peut-être pas tout à fait celles de ton cours...

Posté par Profil iltour20re : Electrocinétique 02-01-18 à 17:38

Mais comment pourrais-je résoudre l'exercice alors que je ne suis pas sensé avoir le cours que vous me proposez ?

Je ne comprends plus rien...

Posté par Profil iltour20re : Mécanique et force de frottement 02-01-18 à 19:16

Bonsoir J-P,

J'ai énormément besoin d'aide pour mon devoir d'électricité et vanoise m'a déjà beaucoup aidée...

Pensez-vous pouvoir m'aider s'il vous plaît ? Ou bien gbm ?

Je suis vraiment désespéré...

*** message déplacé ***

Posté par Profil iltour20re : Electrocinétique 02-01-18 à 23:13

up...

Posté par Profil iltour20re : Electrocinétique 03-01-18 à 13:48

Pouvez-vous encore m'aider vanoise s'il vous plaît ?

Posté par
vanoisere : Electrocinétique 03-01-18 à 14:07

Tout a été écrit dans mes messages précédents. Tu postes au niveau math sup. À ce niveau, il ne s'agit pas seulement d'appliquer le cours ; il faut savoir l'adapter à des problèmes analogues mais différents. Tu as étudié en cours le circuit RLC série en régime transitoire avec l'écriture de l'équation faisant intervenir la pulsation propre et le facteur de qualité.  Tu as ici un circuit RLC parallèle. Il est régi par une équation différentielle du deuxième ordre. Cette équation différentielle s'etudie comme celle du circuit RLC série mais l'expression de Q est différente.  Revois bien dans ton cours l'étude du régime pseudo périodique. L'étude est très analogue.

Posté par Profil iltour20re : Electrocinétique 03-01-18 à 14:16

En fait, ce que je n'ai vraiment pas compris, c'est comment vous pouvez connaître l'équation différentielle sous la forme générale de votre message d'hier à 17h02.

Comment pouvez-vous connaître celle-ci, le cas d'un RLC parallèle, alors que l'on a que étudié celle du RLC série ?

J'ai l'impression que vous la sortez de nulle part, je me trompe ?

Posté par Profil iltour20re : Écoulement de liquide 03-01-18 à 14:30

Bonjour gbm,

J'ai vraiment besoin d'aide pour mon sujet "Electrocinétique" posté dans la rubrique Supérieur. Pensez-vous pouvoir m'aider s'il vous plaît ?

Je suis désespéré...

Merci d'avance.

*** message déplacé ***

Posté par Profil iltour20re : physique chimie : les ions 03-01-18 à 14:38

Pensez-vous pouvoir venir m'aider sur mon sujet gbm ? (Electrocinétique - Supérieur)

Je suis désespéré...

Merci d'avance.

*** message déplacé ***

Posté par Profil iltour20re : Physique-chimie 03-01-18 à 14:44

Finalement gbm, pensez-vous m'aider pour mon sujet d'électrocinétique du supérieur ?

Je suis vraiment désespéré...

Merci d'avance.

*** message déplacé ***

Posté par
gbm Webmasterre : Electrocinétique 03-01-18 à 14:53

Bonjour iltour20,

Je risque de me fâcher pour plusieurs raisons.

Tout d'abord, le flood est interdit sur le forum, tu reçois déjà une aide de la part de vanoise, inutile donc d'inonder les autres topics de demande d'aide.

Je pense que vanoise est en mesure de t'apporter des éclaircissements sur tes interrogations ou de te fournir une référence précieuse pour compléter ses propos (cf. son message du 02-01-18 à 17:24 notamment). L'as-tu regardé ?

Ensuite, le multi-compte est également interdit : si tu ne souhaites plus utiliser ton compte etudiantilois, dans ce cas il faut te désinscrire de ce dernier ...

Posté par Profil iltour20re : Electrocinétique 03-01-18 à 15:03

Merci pour votre réponse gbm.

Concernant le multi-compte, j'ai créé ce nouveau compte pour le début de ma prépa.
Je vais supprimer l'ancien, vous avez raison.

Oui, j'ai justement regardé le message de 17:24 de vanoise, mais je ne comprends vraiment pas...

Voici surtout mon problème :

En fait, ce que je n'ai vraiment pas compris, c'est comment vous pouvez connaître l'équation différentielle sous la forme générale de votre message d'hier à 17h02.

Comment pouvez-vous connaître celle-ci, le cas d'un RLC parallèle, alors que l'on a que étudié celle du RLC série ?

J'ai l'impression que vous la sortez de nulle part, je me trompe ?

Pensez-vous pouvoir m'aider quand-même gbm s'il vous plaît ?

Mon sujet est urgent.. MERCI.

Posté par
gbm Webmasterre : Electrocinétique 03-01-18 à 15:14

Est-ce que ceci t'apporterait quelques éléments d'éclaircissement en l'absence de vanoise (que je salue au passage ) :

Lien :

Merci pour la suppression de ton ancien compte.

Posté par Profil iltour20re : Electrocinétique 03-01-18 à 15:31

Merci pour votre réponse.

En fait, ce que je ne comprends encore pas, c'est que une fois avoir établi l'équation différentielle dans le lien que vous m'avez donné, c'est-à-dire à la fin de la question 2, ils affirment pour la question 3 : "L'équation différentielle d'ordre 2 qui s'écrit sous sa forme canonique........".

Mais d'où sortent-ils cette forme canonique ? Du cours ? De nulle part ?

Cela m'inquiète... Merci en tout cas pour votre aide.

Posté par
gbm Webmasterre : Electrocinétique 03-01-18 à 16:45

Il faudrait que tu potasses cette fiche car c'est à connaître par coeur à ton niveau :

Normalement, c'est censé être abordé en classe par le professeur, étrange que tu ne l'aies pas encore vu, ça ne saurait tarder.

Elle ne diffère pas de ce que vanoise t'a déjà fourni (02-01-18 à 17:24).

Posté par Profil iltour20re : Electrocinétique 03-01-18 à 16:57

Effectivement, vous avez raison, je viens de tomber sur cette fiche, et elle répond à mon interrogation, merci !

J'ai donc tout compris jusqu'à la question 1.6, plus précisément jusqu'à ce que l'on ait trouvé : Q=Req*C*0.*

Ensuite, vanoise m'a gentiment expliqué la chose suivante :

Citation :
On obtient effectivement l'inverse du facteur de qualité d'un circuit RLC série. Tu as sûrement étudié en cours le fait que Q est d'autant plus grand que l'amortissement des oscillation est lent. Le cas limite, physiquement impossible, d'un amortissement nul correspondant à Q tendant vers l'infini. Tu sais aussi qu'un amortissement nul correspondrait à une puissance dissipée par effet Joule nulle. Dans un circuit série, une telle puissance nulle correspondrait à Req tendant vers zéro. Ici dans un montage en dérivation... Je te laisse réfléchir...


Mais pourquoi obtiendrait-on l'inverse du facteur de qualité d'un circuit RLC série ?
Pour un circuit RLC série, on sait que Q=1/R*(L/C).
Mais comment en déduire ce que dit vanoise ?

Ensuite, qu'est-ce que l'effet Joule ?
Je ne comprends pas du tout ce que dit vanoise quand il dit ça :
Citation :
Tu sais aussi qu'un amortissement nul correspondrait à une puissance dissipée par effet Joule nulle. Dans un circuit série, une telle puissance nulle correspondrait à Req tendant vers zéro.


Enfin, il dit aussi :
Citation :
Tu as sûrement étudié en cours le fait que Q est d'autant plus grand que l'amortissement des oscillation est lent.
Mais je n'ai pas vu cela dans le cours... Peut-être auriez-vous une fiche là-dessus ? J'ai cherché sur Internet mais je n'ai pas trouvé grand chose...

En tout cas, merci à vous, vanoise et gbm, de m'aider, car j'en ai vraiment besoin...

Posté par Profil iltour20re : Electrocinétique 03-01-18 à 18:52

up... Désolé mais mon problème est urgent...

Posté par
gbm Webmasterre : Electrocinétique 03-01-18 à 18:55

Comme l'as écrit vanoise, il faut que tu prennes du recul par rapport à certains éléments vus en cours, en particulier savoir les adapter à un problème d'énoncé.

En apprenant par coeur la forme canonique d'une équation différentielle du deuxième ordre, tu remarques que le facteur de qualité a une valeur différente dans un circuit RLC série (Q_{serie} = \dfrac{1}{R_{eq}.C.\omega _0}) et parallèle (Q_{parallele} = R_{eq}.C.\omega _0) : tu constates donc que Q_{parallele} = \dfrac{1}{Q_{serie}}, non ?

Ensuite, il faut comprendre la signification physique du facteur d'amortissement : si dans un circuit RLC en série "Q est d'autant plus grand que l'amortissement des oscillations est lent. Le cas limite, physiquement impossible, d'un amortissement nul correspondant à Q tendant vers l'infini. Tu sais aussi qu'un amortissement nul correspondrait à une puissance dissipée par effet Joule nulle. Dans un circuit série, une telle puissance nulle correspondrait à Req tendant vers zéro"

Que déduire pour un circuit RLC en parallèle, sachant que le facteur de qualité est l'inverse d'un circuit RLC en série ?

L'effet Joule est en principe vue au lycée :

Je pense que vanoise va prendre le relai, je le laisse poursuivre ses explications.

Posté par Profil iltour20re : Electrocinétique 03-01-18 à 20:31

Oui, on constate bien cela, merci !

Mais ce à quoi je n'arrive pas à répondre, c'est comment expliquer que l'effet de la résistance sur le facteur de qualité semble inversé ?

Parce que là, on parle de la signification physique, et on étudie les conséquences de cette inverse, mais on n'explique pas pourquoi c'est inversé ?

Merci pour votre aide en tout cas.

Posté par Profil iltour20re : Electrocinétique 03-01-18 à 22:56

Posté par
vanoisere : Electrocinétique 03-01-18 à 23:05

Merci gbm pour le "coup de main" très précieux, surtout en cette période de l'année.
@iltrour20 : as-tu bien lu mon message du   01-01-18 à 23:15 ? Je fournis des éléments de réponse. L'amortissement plus ou moins rapide des oscillations s'explique qualitativement par l'importance de la puissance perdue dans le circuit par effet Joule. Dans un circuit série cette perte de puissance augmente quand R augmente. Q est donc fonction décroissante de R. Dans un circuit en parallèle, plus R est grand, plus l'intensité du courant traversant la résistance (i3 ici) va être faible, plus les pertes par effet Joule vont être faibles plus Q va être grand. Le cas limite Req correspondrait à i3=0 : il n'y aurait pas de perte par effet Joule, les oscillations ne s'amortiraient pas. On aurait Q. Situation toute théorique bien sûr car en réalité, une bobine d'inductance L possède toujours une résistance non nulle...

Posté par Profil iltour20re : Electrocinétique 03-01-18 à 23:35

Merci pour votre réponse.

En fait, ce que je ne comprends pas, c'est pourquoi intervient l'effet Joule ici.

Je ne comprends pas bien ce qu'est cet effet Joule et surtout, quel est son lien avec la résistance ? C'est cet effet Joule qui permet de réduire les oscillations ? Si oui, pourquoi ?

Enfin, je ne comprends pas pourquoi vous pouvez dire cela :

Citation :
Dans un circuit en parallèle, plus R est grand, plus l'intensité du courant traversant la résistance (i3 ici) va être faible, plus les pertes par effet Joule


Ce ne serait pas l'inverse plutôt ? Merci.

Posté par Profil iltour20re : Electrocinétique 04-01-18 à 00:08

Je précise ma question :

Quelle est la conséquence de l'effet Joule lorsque la résistance est :
- en convention générateur
- en convention récepteur

Par rapport aux oscillations ?

MERCI.

Posté par
vanoisere : Electrocinétique 04-01-18 à 12:27

Le condensateur absorbe de l'énergie électrique en se chargeant et en libère en se déchargeant. Une bobine de résistance négligeable absorbe de l'énergie sous forme magnétique quand la valeur absolue de l'intensité qui la traverse augmente et perd de l'énergie quand la valeur absolue de cette intensité diminue. On peut donc concevoir des oscillations non amorties avec seulement un condensateur et une bobine : quand l'énergie de l'un augmente, l'énergie de l'autre diminue et inversement. Il y a échange d'énergie entre les deux dipôles L et C. En présence d'une résistance, il y a nécessairement amortissement car la résistance dissipe toujours de l'énergie par effet Joule, quel que soit le sens et l'intensité du courant qui la traverse.
Tout cela n'a rien à voir avec un quelconque choix de convention d'orientation de dipôle.

Posté par Profil iltour20re : Electrocinétique 04-01-18 à 14:13

D'accord. Merci. Je crois que j'ai enfin compris.

Par contre, pour la question 1.7, je ne vois pas du tout... Qu'est-il attendu comme réponse ?

En fait, qu'est-ce qu'une résistance interne ?

Pourriez-vous me rappeler brièvement à quoi sert un condensateur, une bobine, et une résistance ?

Je crois que je suis un peu perdu...

Merci d'avance.

Posté par
vanoisere : Electrocinétique 04-01-18 à 15:16

Citation :
Par contre, pour la question 1.7, je ne vois pas du tout

Une bobine est constituée d'un fil métallique conducteur enduit de colle isolante et enroulé sur un cylindre un peu comme une bobine de fil... Évidemment, ce fil conducteur n'est pas de résistance rigoureusement nulle. La résistance de ce fil est parfois appelée "résistance interne" de la bobine, elle est noté R' ici. en toute rigueur, il faut poser :

u=L\frac{di_{2}}{dt}+R'.i_{2}
au lieu de : u=L\frac{di_{2}}{dt} ce qui complique fortement les calculs mais cela n'est pas demandé dans ce problème ...

Posté par Profil iltour20re : Electrocinétique 04-01-18 à 15:30

Merci pour votre réponse.

Donc à la question "comment sont modifiés les résultats précédents ?", il suffit juste de dire que l'on aurait dû prendre u=... (la nouvelle valeur) au lieu de u=Ldi2/dt ? Et comment savez-vous qu'il faut ajouter R'*i2 ?

Il n'est pas demandé de refaire les calculs quand on demande "comment sont modifiés les résultats précédents ?" ?

Merci encore pour l'aide.

1 2 +


Rechercher
Menu
Espace membre
Changer d'île
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 !