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Niveau maths sup
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Equation différentielle pour un circuit simple

Posté par
athrun
04-09-10 à 11:10

Bonjour,

je viens de rentrer en maths sup et je bloque déjà sur ce facile DM ...

Citation :
On considère le circuit électrique suivant, le générateur est un générateur de tension idéal qui délivre une tension périodique e(t) en forme de "créneaux", de période T, représentée sur la figure suivante :

Schéma du circuit :
Equation différentielle pour un circuit simple

Tension e(t) délivrée par le générateur :
Equation différentielle pour un circuit simple  

pour :  

3$0\leq t\leq\frac{T}{2} : e(t) = E_1

3$\frac{T}{2}\leq t\leq T : e(t) = E_2

3$(E_1>E_2>0)

Questions :

1. Écrire l'équation différentielle vérifiée par le courant i_2 circulant dans la résistance R_2.
2. Résoudre cette équation différentielle en distinguant les intervalles  de temps [0;\frac{T}{2}[ et [\frac{T}{2},T[.


1. Il me semble que

3$E = U_{R_1}+U_{R_2}

soit : 3$i_1(t)R_1+i_2(t)R_2=E ?

Mais c'est pas une équation différentielle ça ... bref je suis complètement perdu

Pourriez-vous m'aider pour la question 1 de sorte que je puisse faire la 2 ?


D'avance merci

Edit Coll : forum modifié ; merci de poster dans ton niveau

Posté par
Boltzmann_Solver
re : Equation différentielle pour un circuit simple 04-09-10 à 11:50

Bonjour,

Tu as trois équations.

* Deux lois des mailles à appliquer et une loi des nœuds. En les combinant, tu auras ton ED en i2

Posté par
gbm Webmaster
re : Equation différentielle pour un circuit simple 04-09-10 à 11:55

Salut Thomas, salut Nicolas,

juste pour qu'on se comprenne tous :

Equation différentielle pour un circuit simple


Posté par
gbm Webmaster
re : Equation différentielle pour un circuit simple 04-09-10 à 11:59

(1) : i = i1 + i2

(2) : E = U1 + Uc

(3) : Uc = U2 = R2.i2

Et il ne faut pas oublier les définitions vues en terminale :

i1 = dq/dt et q = C.Uc

donc i1 = C.dUc/dt et Uc = U2 = R2.i2 d'après (3)

Je te laisse réfléchir avec Nicolas pour la suite.

Comme dirait J-P, sauf distraction

Posté par
athrun
re : Equation différentielle pour un circuit simple 04-09-10 à 13:51

Bonjour Guillaume et Boltzmann_Solver, merci de vos réponses, c'est dur de revenir des vacances !

1. Alors les deux lois des mailles :

E=u_1+u_2=u_1+u_c

d'où l'on déduit que u_c=u_2

La loi des noeuds :

i=i_1+i_2

___

i_1=\frac{dq}{dt}=C\frac{du_c}{dt}=C\frac{du_2}{dt}=CR_2\frac{di_2}{dt}

3$\red i_1=CR_2\frac{di_2}{dt}

on remplace i_1 dans : E=u_1+u_2=i_1R_1+i_2R_2=CR_1R_2\frac{di_2}{dt}+i_2R2

4$\blue\fbox{\frac{di_2}{dt}=-\frac{1}{CR_1}i_2+\frac{E}{CR_1R_2}}


2. La prof a dit qu'on ne pourrait pas faire cette question alors je vais sûrement avoir faux pour ce qui suit :

sur [0;\frac{T}{2}[  :  4$i_2(t)=Ke^{-\frac{t}{\tau}}+\frac{E_1}{\tau^2R_2}

sur [\frac{T}{2};T[  :  4$i_2(t)=Ke^{-\frac{t}{\tau}}+\frac{E_2}{\tau^2R_2}

(en posant \tau=CR_1).

En considérant que j'ai bon, il me faudrait savoir la valeur de i_2(0) pour déterminer celle de K.

Posté par
gbm Webmaster
re : Equation différentielle pour un circuit simple 05-09-10 à 11:15

Attention Thomas, R1 est parcouru par i et non i1 ...

E = R1.i + R2.i2 = R1.(i1 + i2) + R2.i2 = R1.i1 + (R1+R2).i2 = R1.R2.C.di2/dt + (R1+R2).i2

sauf erreur

Posté par
athrun
re : Equation différentielle pour un circuit simple 05-09-10 à 12:19

Ok merci beaucoup Guillaume (je suis vraiment dans la lune c'est hallucinant ..)


je vais me débrouiller pour la suite maintenant que tu as tout éclairci !

Posté par
gbm Webmaster
re : Equation différentielle pour un circuit simple 05-09-10 à 12:21

Ok Thomas.

A+ et bon courage en prépa

Posté par
athrun
re : Equation différentielle pour un circuit simple 05-09-10 à 12:32

merci bien il faut que je m'habitue c'est un tout autre monde (rien à voir avec les exercices d'ici cependant)



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