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Niveau maths sup
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Représentation complexe

Posté par
Alessia86
02-11-17 à 11:27

Bonjour,
j'ai un dm à faire j'ai le schéma ci contre.
Les deux condensateurs ont des capacités C1(x) = \frac{C_0}{L/2-x} et C2(x) = \frac{C_0}{L/2+x}

u(t)= Ucos (t+)

On me demande la représentation complexe u du signal u(t). Puis en déduire que u(t) est en phase avec e(t).
Ce qui me dérange c'est le fait que u(t) est entre les bornes du condensateurs et les résistances.

Représentation complexe

***Enoncé recadré***

Posté par
vanoise
re : Représentation complexe 02-11-17 à 11:34

En notant A le nœud entre les deux condensateurs et B le noeud entre les deux résistances, la notion de diviseur de tension permet d'obtenir l'expression du potentiel VA en fonction de e, C2 et C2 puis l'expression du potentiel VB en fonction de e, R1 et R2.
Ensuite : u=VA-VB.
Tu as évidemment intérêt à raisonner avec les impédances complexes.
Je te laisse continuer...

Posté par
Alessia86
re : Représentation complexe 02-11-17 à 13:21

Je peux dire que e= C1+C2 ?

Posté par
vanoise
re : Représentation complexe 02-11-17 à 19:00

Citation :
e= C1+C2 ?

Crois-tu vraiment qu'une tension puisse être égale à une somme de capacités ??? Tu postes tout de même au niveau math sup...
La notion de diviseur de tension te dit-elle quelque chose ? Et les notations complexes concernant le régime sinusoïdal ?

Posté par
Alessia86
re : Représentation complexe 02-11-17 à 19:22

Si je note le premier noeud en haut A: j'aurais donc i=i1+i2  
Et donc e(t) - Zc1 i - Zc2i =0  

Puis Ri2 + Ri2 = e(t)
Soit 2Ri2 = e(t)  
Suis je sur la bonne voie ?

Posté par
Alessia86
re : Représentation complexe 02-11-17 à 19:28

Enfin non ce n'est pas homogène avec le i dans la première loi des mailles.

Posté par
vanoise
re : Représentation complexe 02-11-17 à 19:39

Citation :
Soit 2Ri2 = e(t)  

oui et puisque R.i2=VB :
V_{B}=\frac{e}{2}
Pour VA, le plus simple consiste à passer par les impédances complexes et la notion de diviseur de tension.

Posté par
Alessia86
re : Représentation complexe 02-11-17 à 19:57

e(t)= Zc1 + Zc2

On sait que Zc= 1/jC

Avec l'association série: Zc1+Zc2 = Zeq
Cela est déjà bon ?

Posté par
vanoise
re : Représentation complexe 02-11-17 à 20:26

Je vais t'aider un peu mais franchement, il faut vraiment que tu revois ton cours. Je raisonne d'abord en utilisant les complexes associés aux grandeurs sinusoïdales. Puisque, apparemment, la notion de diviseur de tension t'est inconnue, je détaille :

\underline{e}=\underline{i_{1}}\left(\underline{Z_{C1}}+\underline{Z_{C2}}\right)\quad;\quad\underline{i_{1}}=\frac{\underline{V_{A}}}{\underline{Z_{C2}}}

\underline{e}=\underline{V_{A}}\left(\frac{\underline{Z_{C1}}+\underline{Z_{C2}}}{\underline{Z_{C2}}}\right)\quad;\quad\underline{V_{A}}=\underline{e}\cdot\frac{\underline{Z_{C2}}}{\underline{Z_{C1}}+\underline{Z_{C2}}}

\underline{u}=\underline{V_{A}}-\underline{V_{B}}=\underline{e}\cdot\left(\frac{\underline{Z_{C2}}}{\underline{Z_{C1}}+\underline{Z_{C2}}}-\frac{1}{2}\right)

Je te laisse continuer...

Posté par
Alessia86
re : Représentation complexe 03-11-17 à 09:49

Après avoir travaillé avec les impédances complexes je trouve: complexe de u = e.  (-1/2 (1/C1C2   +   1/C22 )  -1/2 )  

C'est correct ?

Posté par
J-P
re : Représentation complexe 03-11-17 à 11:00

Alessia86 @ 03-11-2017 à 09:49

Après avoir travaillé avec les impédances complexes je trouve: complexe de u = e.  (-1/2 (1/C1C2   +   1/C22 )  -1/2 )  

C'est correct ?


Non, w n'a aucune raison de figurer dans la réponse.

Pour moi, tu dois arriver à :  u = e * (C1 - C2)/(2.(C1+C2))

Posté par
Alessia86
re : Représentation complexe 03-11-17 à 11:03

Je ne dois donc pas remplacer Zc1 par 1/jC1 ?

Posté par
vanoise
re : Représentation complexe 03-11-17 à 11:49

Ton résultat est nécessairement faux car il n'est pas homogène : à (1/2), on ne peut soustraire qu'une grandeur sans dimension physique. Je reprends où je m'étais arrêté :
\underline{u}=\underline{V_{A}}-\underline{V_{B}}=\underline{e}\cdot\left(\frac{\underline{Z_{C2}}}{\underline{Z_{C1}}+\underline{Z_{C2}}}-\frac{1}{2}\right)

\underline{u}=\underline{V_{A}}-\underline{V_{B}}=\underline{e}\cdot\left(\frac{\frac{1}{jC2\omega}}{\frac{1}{jC1\omega}+\frac{1}{jC2\omega}}-\frac{1}{2}\right)

En multipliant tous les termes par jC2w :

\underline{u}=\underline{V_{A}}-\underline{V_{B}}=\underline{e}\cdot\left(\frac{1}{\frac{C2}{C1}+1}-\frac{1}{2}\right)

Selon l'énoncé :

\frac{C2}{C1}=\frac{L-2x}{L+2x}\quad;\quad\frac{C2}{C1}+1=\frac{L-2x}{L+2x}+1=\frac{2L}{L+2x}

Je te laisse continuer...

Une fois obtenue la relation entre les complexes associés à e et à u, il faut raisonner sur les modules et les arguments pour obtenir la valeur instantanée u(t). Surtout : revois bien ton cours sur le sujet !

Posté par
J-P
re : Représentation complexe 03-11-17 à 19:32

Alternative en limitant au max les calculs avec des impédances complexes.

Diviseur de tension capacitif : VA/(1/(jwC2)) = e/(1/(jwC2) + 1/(jwC1))
--> VA = e * C1/(C1 + C2)

Diviseur de tension résistif : --> VB = e/2

u = VA - VB = e * (C1/(C1 + C2) - 1/2)

u = e * (C1 - C2)/(2.(C1+C2))

u = e * (Co/(L/2 - x) - Co/(L/2 + x))/(2.(Co/(L/2 - x) + Co/(L/2 + x))) = e * (L/2 + x - L/2 + x)/(2.(L/2 + x + L/2 - x))

u = e * x/L

x/L est un réel et donc u et e sont en phase.

Sauf distraction.  



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