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Physique : Circuit LC

Posté par whitedream123 (invité) 19-12-05 à 16:38

Bonjour !!

Je voudrais de l'aide pour faire cet exercice !!
Merci d'avance !!

On charge un condensateur de capacité C sous une tension U_0. On effectue ensuite sa décharge dans une bobine d'inductance L. La résistance totale du circuit de décharge est supposée nulle.

1) Faire un schéma du circuit de décharge. Indiquer le sens d'orientation choisi et la tension U_c aux bornes du condensateur, en convention récepteur.

2) Etablir l'équation différentielle relative à la tension U_c(t).
3) Donner les conditions initiales de la décharge.
4) En déduire les expressions de U_c(t) et i(t).

Posté par gtaman (invité)re : Physique : Circuit LC 19-12-05 à 16:47

désolé je n'ai pas vraiment le temps de te répondre,mais pour l'équa diff tu te sers de la loi des tensions soit ici
pour la décharge 0=Uc+Ul
pour orienter tes tensions en conventions récepteurs tu mets tes vecteurs dans le sens contraire de i

en espérant t'avoir un petit peu aidé

Posté par matthieu1 (invité)re : Physique : Circuit LC 20-12-05 à 23:02

Bonjour,

pour la décharge, on a vc = vl (c et l en //)

vl = L.di/dt (1)

ic = dq/dt = d(c.vc)/dt = c.d(vc)/dt = c.d(vl)/dt (2)

on a un circuit série donc ic = il (en prenant comme convention ic sortant du condensateur c et il rentrant dans l'inductance l)

dans (1) : vl = L.d(c.d(vl)/dt)/dt

donc vl = lc d²(vl)/dt donc lc.d²(vl)/dt - vl = 0 (3)

conditions initiales vl(0)=vc(0)=U0

Exprimer vl à l'aide de l'équa diff (3)

En déduire i(t) à l'aide de (1)


Sauf erreur en cours de route,

Matthieu

Posté par matthieu1 (invité)Erratum 20-12-05 à 23:04

Rebonjour,

je suppose que tu auras corrigé par toi même

vl = lc d²(vl)/dt² donc lc.d²(vl)/dt² - vl = 0 (3)

Posté par whitedream123 (invité)re : Physique : Circuit LC 22-12-05 à 19:33

Merci !!

Je ne comprends pas pourquoi il y a le -.
Moi j'ai trouvé:

Uc + Ul = 0
Et l'équation différentielle:

Uc + LC (d²Uc)/dt² = 0

4. Donc Uc = - LC (d²Uc)/dt²

i(t) = dq/dt = C dUc/dt = C d(- LC (d²Uc)/dt²) /dt

Posté par matthieu1 (invité)re : Physique : Circuit LC 23-12-05 à 13:14

"Je ne comprends pas pourquoi il y a le -. Moi j'ai trouvé: Uc + Ul = 0"

Bonjour,

tout dépend des conventions que tu as adoptées pour les tensions et les courants. Je jetterai un oeil plus attentif à l'exo ce soir car j'hésite entre ic=+dq/dt et ic=-dq/dt.

++, Matthieu.

Posté par matthieu1 (invité)re : Physique : Circuit LC 23-12-05 à 20:06

Bonjour,

je n'avais pas fait attention à l'indication qui t'est donnée en question 1 (le condensateur est pris en convention récepteur).

Dans ce cas, on a :

v_L=v_C (mise en parallèle de L et de C)
i_L=-i_C (inductance et condensateur en convention récepteur)

v_L=L\frac{di_L}{dt} (1)
i_L=-i_C=-C\frac{dv_C}{dt} (2)

donc en injectant (2) dans (1):

v_L= -LC \frac{d}{dt} \frac{dv_C}{dt}
v_L=v_C= -LC \frac{d^2}{dt^2}(v_C)

Tu retombes bien sur une forme du style

\frac{d^2}{dt^2}(v_C) = \frac{1}{LC} v_C
\frac{d^2}{dt^2}(v_C) = \frac{1}{\omega^2} v_C

à partir de laquelle tu peux déduire l'expression de la tension aux bornes des éléments L et C.

Pour calculer l'expression de l'intensité, tu peux utiliser la relation (2).

Est-ce bon de ton côté ?
Matthieu

Posté par matthieu1 (invité)Rectificatif 23-12-05 à 20:10

Une petite erreur de notation (qui ne change en rien la résolution).

En général, on note la "pulsation de coupure" sous la forme \omega^2=\frac{1}{LC}

donc l'équation différentielle se présente comme telle : \frac{d^2}{dt^2}(v_C)= \omega^2 \times v_C

Posté par matthieu1 (invité)Erratum - encore un ;( 23-12-05 à 21:00

Rebonjour,

j'avais un petit doute depuis mon dernier message : j'ai oublié de répercuter un signe moins : \frac{d^2}{dt^2}v_C=-\omega^2.v_C

Matthieu (distrait)



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