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Physique (dipôle RLC)

Posté par julien (invité) 04-03-07 à 09:52

Bonjour, je n'arrive pas à faire la question 3 de cet exercice, merci d'avance à celles ou ceux qui pourront me donner un coup de pouce :

Oscillateur idéal

On étudie un oscillateur électrique idéal.
Il est constitué par:
Un condensateur de capacité C=0.50 microF
Une bobine d'inductance L=0.50 H.
La resistance du circuit est négligeable.
On charge le condensateur, la tension à ses bornes vaut : u(ab)(t=0)=U0=5.0 V.
Puis à la date t=0, on ferme l'interrupteur K.

1) Soit q la charge de l'armature A du condensateur à un instant t quelconque (t>0).

Ecrire l'expression de la tension aux bornes du condensateur en fonction de q  de C.
   Je touve uc= q/C
Ecrire l'expression de la tension aux bornes de la bobine en fonction de L, i et t puis en fonction de L,q et t.
   Je trouve uL= L di/dt or i= dq/dt donc uL= L d²q/dt².


2) Déduire de la question 1. , l'équation différentielle qui régit ls variations de la charge q.
  
Loi d'additivité des tension : uL+ uC = 0 d'où L d²q/dt² + uC = 0.
Donc d²q/dt²= -uC/L
d²q/dt²= q/(L.C).

3) L'équation différentielle admet une solution de la forme : q = Qm cos[ (2/T0)t + ) avec Qm > 0.

a) Déterminer l'expression littérale de la période propre T0 en vérifiant que q(t) est bien solution de l'équation différentielle.
Alors là, je ne vois pas du tout comment il faut faire.

b) Le symbole représente la phase à l'origine. Vérifier que la valeur =0 est en accord avec les conditions de l'étude. En déduire l'expression et la valeur de l'amplitude Qm des oscillations.
Je pense arriver à faire cette question après avoir trouvé la 3a).

Merci à ceux qui pourront me dire si mes résultats sont bon et qui, surtout, pourront m'aider à la question 3.

Posté par
J-P
re : Physique (dipôle RLC) 04-03-07 à 10:14

2)
...

L d²q/dt² + uC = 0

L d²q/dt² + q/C = 0

d²q/dt² + q/(LC) = 0
-----

3)

a)

q = Qm cos[ (2Pi/To)t + Phi)]

dq/dt =  -Qm *(2Pi/To) * sin[ (2Pi/To)t + Phi)]

d²q/dt² =  -Qm *(4Pi²/To²) * cos[ (2Pi/To)t + Phi)]

d²q/dt² + q/(LC) = 0 -->

-Qm *(4Pi²/To²) * cos[ (2Pi/To)t + Phi)] + (Qm/LC) cos[ (2Pi/To)t + Phi)] = 0

-Qm *(4Pi²/To²)  + (Qm/LC) = 0

(4Pi²/To²)  = (1/LC)

To² = 4Pi². LC

To = 2Pi.V(LC)   (Avec V pour racine carrée)
-----
Sauf distraction.  

Posté par krinetheboss (invité)re : Physique (dipôle RLC) 04-03-07 à 10:16

Hello!

Pour ta question 3 :

On te donne la solution : q = Qm cos[ (2/T0)t + )

Tu peux donc tout simplement remplacer dans ton équation différentielle :
d²q/dt²= q/(L.C).

Tu dérive une premiere fois q ce qui te donne : dq/dt = - Qm (2/To)sin[ (2/To)t + )
Et une seconde fois : d²q/dt² = - Qm ( 2/To )² cos [ (2/To)t + )

Tu n'as plus qu'a remplacer d²q/dt² et le q proposé dans ton équation...
Tes réponses précédentes me semblent correctes



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