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équation différentielle circuit L,C

Posté par
letonio
05-09-05 à 16:26

Bonjour tout le monde,
J-P, je profite vite de ta présence sur le forum
J'aimerais connaître la démonstration mathématique qui permet de trouver la solution de l'équation différentielle q''+ q/LC= 0. Est ce que J-P ou quelqu'un d'autre a le courage de se lancer?

Posté par
letonio
re : équation différentielle circuit L,C 05-09-05 à 16:27

Je ne suis pas trop sûr que ce soit de mon niveau. Dîtes moi si ça me dépasse...

Posté par
J-P
re : équation différentielle circuit L,C 05-09-05 à 16:44

q'' + q/LC = 0

p² + 1/LC = 0

p = +/- V(1/(LC))   (avec V pour racine carrée).

q = A.sin(t/V(LC)) + B.cos(t/V(LC))

A et B sont des constantes à déterminer à partir des conditions initiales.
-----


Posté par
soucou
Et avec Laplace, cela donne quoi ? 05-09-05 à 18:41

Bonjour,

En transformée de Laplace, on a q^{''}(t)+\frac{q(t)}{LC}=0\quad(L_1)\quad\Rightarrow\:p^2Q(p)+\frac{Q(p)}{LC}=\mathcal{L}[0]

Mais à quoi est égal \mathcal{L}[0] ?

J'ai pensais faire le rapprochement avec la fonction de Dirac définie comme suit :

\delta(t)=\{1\:{\rm%20si}\%20x=0\\0\%20{\rm%20autrement}

Ainsi peut on écrire (L_1)\Rightarrow q^{''}(t)+\frac{q(t)}{LC}=\delta(t)\:\Rightarrow\:Q(p)=\frac{1}{p^2+\frac{1}{LC}} ?

Auquel cas, on a q(t)=\pm\sqrt{LC}\sin\(\frac{t}{\sqrt{LC}}\)+C^{ste} sur [[0;+\infty[ ?

Hum ?

Posté par
J-P
re : équation différentielle circuit L,C 05-09-05 à 19:50

Non soucou, ce n'est pas correct.

Tu as trouvé une solution (et encore, seulement si ta cste = 0)

mais pas toutes les solutions possibles.

Une équation différentielle d'ordre 2 à en général des solutions acontenant 2 constantes indépendantes.
-----
Je reprends mes solutions et montre que c'est correct:

q = A.sin(t/V(LC)) + B.cos(t/V(LC))
q' =  [A/V(LC)].cos(t/V(LC)) - B/V(LV)].sin(t/V(LC))
q'' = -(A/(LC))sin(t/V(LC)) - (B/(LC)).cos(t/V(LC))

Et on a bien alors: q'' + q/LC = 0 et ceci quel que soient les valeurs des constantes A et B.

Celles-ci sont en général déterminées par les conditions particulières.
-----
Si je reprends ta solution:

q = +/- V(LC).sin(t/V(LC)) + cste
q' = +/- cos(t/V(LC))
q'' = -/+ (1/V(LC)).sin(t/V(LC))

--> l'éq de départ donne:

q'' + q/LC = 0
-/+ (1/V(LC)).sin(t/V(LC)) +/- (1/V(LC)).sin(t/V(LC)) + cste = 0

Et cela n'est correct que si la cste = 0 (comme je te l'avais annoncé plus haut).

Donc ta solution devient: q = +/- V(LC).sin(t/V(LC))

Et si je veux imposer q(o) = Q(0) (différent de 0), c'est impossible. (Tout simplement parce que tu n'as pas trouvé toutes les solutions possibles de l'équation différentielle).

Dans les solutions que j'ai donnée, pas de problème, cela détermine la constante B. (B = Qo)

A est déterminé par une seconde contrainte dépendant du problème posé.
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Posté par
soucou
re : équation différentielle circuit L,C 05-09-05 à 20:37

Merci J-P,

Tu as trouvé une solution (et encore, seulement si ta cste = 0)

Ouf, ça me rassure... C'est déjà pas mal.

C'est vrai j'avoue ne pas maitrisé entièrement la transformée de Laplace,

Pourtant, si Q(p)=\frac{1}{p^2+\frac{1}{LC}}, on a en appliquant la transformée inverse q(t)=\frac{1}{2\pi\imath}\Bigint^{+\infty}_{-\infty}Q(p)e^{pt}dp qui est de la forme q(t)=f(t)+C^{ste}

Bon, je vais déjà voir ce que je web propose... Juste pour infos, cette équation différentielle figure dans mon livre de maths (terminale STI) sous une forme quelque peu différente (y^{''}+\omega^2y=0). j'avais regardé leur méthode de calcul.



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