Cas d un dipôle RC. Le boîtier de celui- ci est de petite taille : 5 cm de large et 6 mm d'épaisseur. Sa masse est d'environ 30 g.

Documents pareils
Les circuits électriques en régime transitoire

Thème : Electricité Fiche 5 : Dipôle RC et dipôle RL

Oscillations forcées en régime sinusoïdal.

Exemples de résolutions d équations différentielles

Cours d électrocinétique :

TD/TP : Taux d un emprunt (méthode de Newton)

Recueil d'exercices de logique séquentielle

MATHEMATIQUES FINANCIERES

Caractéristiques des signaux électriques

CHAPITRE 13. EXERCICES a) 20,32 ± 0,055 b) 97,75 ± 0,4535 c) 1953,125 ± 23, ±0,36π cm 3

CARACTERISTIQUES STATIQUES D'UN SYSTEME

2. Quelle est la valeur de la prime de l option américaine correspondante? Utilisez pour cela la technique dite de remontée de l arbre.

CHAPITRE I : Cinématique du point matériel

Rappels théoriques. -TP- Modulations digitales ASK - FSK. Première partie 1 INTRODUCTION

Sciences Industrielles pour l Ingénieur

F 2 = - T p K F T = - T p K 0 - K 0

La rentabilité des investissements

Documentation Technique de Référence Chapitre 8 Trames types Article

Finance 1 Université d Evry Val d Essonne. Séance 2. Philippe PRIAULET

Sommaire de la séquence 12

TB 352 TB 352. Entrée 1. Entrée 2

Texte Ruine d une compagnie d assurance

COURS GESTION FINANCIERE A COURT TERME SEANCE 3 PLANS DE TRESORERIE. François LONGIN

Fonction dont la variable est borne d intégration

TRAVAUX PRATIQUES N 5 INSTALLATION ELECTRIQUE DE LA CAGE D'ESCALIER DU BATIMENT A

BILAN EN ELECTRICITE : RC, RL ET RLC

Le mode de fonctionnement des régimes en annuités. Secrétariat général du Conseil d orientation des retraites

Ned s Expat L assurance des Néerlandais en France

AMPLIFICATEUR OPERATIONNEL EN REGIME NON LINEAIRE

Cahier technique n 114

Chapitre 2 L investissement. . Les principales caractéristiques de l investissement

Annuités. I Définition : II Capitalisation : ( Valeur acquise par une suite d annuités constantes ) V n = a t

Impact du vieillissement démographique sur l impôt prélevé sur les retraits des régimes privés de retraite

VA(1+r) = C 1. VA = C 1 v 1

Sélection de portefeuilles et prédictibilité des rendements via la durée de l avantage concurrentiel 1

THÈSE. Pour l obtention du grade de Docteur de l Université de Paris I Panthéon-Sorbonne Discipline : Sciences Économiques

Calcul Stochastique 2 Annie Millet

NUMERISATION ET TRANSMISSION DE L INFORMATION

Mathématiques financières. Peter Tankov

Filtrage optimal. par Mohamed NAJIM Professeur à l École nationale supérieure d électronique et de radioélectricité de Bordeaux (ENSERB)

Les solutions solides et les diagrammes d équilibre binaires. sssp1. sssp1 ssss1 ssss2 ssss3 sssp2

Union générale des étudiants de Tunisie Bureau de l institut Préparatoire Aux Etudes D'ingénieurs De Tunis. Modèle de compte-rendu de TP.

SYSTÈME HYBRIDE SOLAIRE THERMODYNAMIQUE POUR L EAU CHAUDE SANITAIRE

Cahier technique n 141

Intégration de Net2 avec un système d alarme intrusion

Le mécanisme du multiplicateur (dit "multiplicateur keynésien") revisité

Files d attente (1) F. Sur - ENSMN. Introduction. 1 Introduction. Vocabulaire Caractéristiques Notations de Kendall Loi de Little.

CARACTERISTIQUE D UNE DIODE ET POINT DE FONCTIONNEMENT

Coaching - accompagnement personnalisé (Ref : MEF29) Accompagner les agents et les cadres dans le développement de leur potentiel OBJECTIFS

3 POLITIQUE D'ÉPARGNE

DE L'ÉVALUATION DU RISQUE DE CRÉDIT

Les deux déficits, budgétaire et du compte courant, sont-ils jumeaux? Une étude empirique dans le cas d une petite économie en développement

Estimation des matrices de trafics

Séquence 2. Pourcentages. Sommaire

LE PARADOXE DES DEUX TRAINS

Relation entre la Volatilité Implicite et la Volatilité Réalisée.

Circuits RL et RC. Chapitre Inductance

No Décembre. La coordination interne et externe des politiques économiques : une analyse dynamique. Fabrice Capoën Pierre Villa

Mémoire présenté et soutenu en vue de l obtention

CANAUX DE TRANSMISSION BRUITES

Article. «Les effets à long terme des fonds de pension» Pascal Belan, Philippe Michel et Bertrand Wigniolle

Les Comptes Nationaux Trimestriels

Chapitre 7. Circuits Magnétiques et Inductance. 7.1 Introduction Production d un champ magnétique

Charges électriques - Courant électrique

L ÉLECTROCUTION Intensité Durée Perception des effets 0,5 à 1 ma. Seuil de perception suivant l'état de la peau 8 ma

Risque associé au contrat d assurance-vie pour la compagnie d assurance. par Christophe BERTHELOT, Mireille BOSSY et Nathalie PISTRE

MIDI F-35. Canal MIDI 1 Mélodie Canal MIDI 2 Basse Canal MIDI 10 Batterie MIDI IN. Réception du canal MIDI = 1 Reproduit la mélodie.

Module d Electricité. 2 ème partie : Electrostatique. Fabrice Sincère (version 3.0.1)

Fonctions de deux variables. Mai 2011

Université Technique de Sofia, Filière Francophone d Informatique Notes de cours de Réseaux Informatiques, G. Naydenov Maitre de conférence, PhD

EFFICIENCE INFORMATIONNELLE DES UNE VERIFICATION ECONOMETRIQUE MARCHES DE L OR A PARIS ET A LONDRES, DE LA FORME FAIBLE

Cours 9. Régimes du transistor MOS

Chapitre 9. Contrôle des risques immobiliers et marchés financiers

BACCALAURÉAT PROFESSIONNEL EPREUVE DE TRAVAUX PRATIQUES DE SCIENCES PHYSIQUES SUJET A.1

M HAMED EL GADDAB & MONGI SLIM

CONTRIBUTION A L ANALYSE DE LA GESTION DU RESULTAT DES SOCIETES COTEES

Evaluation des Options avec Prime de Risque Variable

Un modèle de projection pour des contrats de retraite dans le cadre de l ORSA

B34 - Modulation & Modems

Pouvoir de marché et transmission asymétrique des prix sur les marchés de produits vivriers au Bénin

Cours d électricité. Circuits électriques en courant constant. Mathieu Bardoux. 1 re année

Vous vous installez en france? Société Générale vous accompagne (1)

DESSd ingéniérie mathématique Université d Evry Val d Essone Evaluations des produits nanciers

OBJECTIFS LES PLUS DE LA FORMATION

Surface de Volatilité et Introduction au Risque de Crédit

Méthodes de Caractérisation des Matériaux. Cours, annales

GESTION DU RÉSULTAT : MESURE ET DÉMESURE 1 2 ème version révisée, août 2003

n 1 LES GRANDS THÈMES DE L ITB > 2009 Les intérêts simples et les intérêts composés ( ) C T D ( en mois)

NOTE SUR LES METHODES UNIVARIEES

Impact des futures normes IFRS sur la tarification et le provisionnement des contrats d assurance vie : mise en oeuvre de méthodes par simulation

1 ère partie : tous CAP sauf hôtellerie et alimentation CHIMIE ETRE CAPABLE DE. PROGRAMME - Atomes : structure, étude de quelques exemples.

S euls les flux de fonds (dépenses et recettes) définis s ent l investissement.

EPARGNE RETRAITE ET REDISTRIBUTION *

Ecole des HEC Université de Lausanne FINANCE EMPIRIQUE. Eric Jondeau

EVALUATION DE LA FPL PAR LES APPRENANTS: CAS DU MASTER IDS

Froid industriel : production et application (Ref : 3494) Procédés thermodynamiques, systèmes et applications OBJECTIFS LES PLUS DE LA FORMATION

Programmation, organisation et optimisation de son processus Achat (Ref : M64) Découvrez le programme

UNIVERSITE JOSEPH FOURIER GRENOBLE I THESE. présentée par. Ioana - Cristina MOLDOVAN. pour obtenir le grade de DOCTEUR. Spécialité : Physique

Mesure du volume d'un gaz, à pression atmosphérique, en fonction de la température. Détermination expérimentale du zéro absolu.

Groupe International Fiduciaire. pour l Expertise comptable et le Commissariat aux comptes

Transcription:

Cas d un dipôle I. Un exemple d applicaion d un cricui : le pacemaker. Exrai de l inrocion suje bac Série S Réunion 2004 Nore cœur se conrace plus de 100 000 fois par jour. Il ba 24 h sur 24 pendan oue nore vie, enre 60 e 80 fois par minue, grâce à un simulaeur naurel: le nœud sinusal. Lorsque celui-ci ne rempli plus correcemen son rôle, la chirurgie perme aujourd'hui d implaner dans la cage horacique un simulaeur cardiaque arificiel (appelé aussi pacemaker) qui va forcer le muscle cardiaque à bare régulièremen en lui envoyan de peies impulsions élecriques par l'inermédiaire de sondes. Le boîier de celui- ci es de peie aille : 5 cm de large e 6 mm d'épaisseur. Sa masse es d'environ 30 g. Le pacemaker es en fai un généraeur d impulsions ; il peu êre modélisé par le circui élecrique en dérivaion, ci-conre, qui comprend un condensaeur de capacié C, un conceur ohmique de résisance R, une pile spéciale e un ransisor qui joue le rôle d inerrupeur, K. Quand l'inerrupeur es en posiion (1) le condensaeur se charge de façon quasiinsananée. Puis, quand l inerrupeur bascule en posiion (2), le condensaeur se décharge lenemen à ravers le conceur ohmique de résisance R, élevée, jusqu'à une valeur limie u limie. A ce insan, le circui de déclenchemen envoie une impulsion élecrique vers les sondes qui la ransmeen au cœur : on obien alors un baemen! Cee dernière opéraion erminée, l inerrupeur bascule à nouveau en posiion (1) e le condensaeur se charge, ec Quesion discussion réponse Un circui es consiué d une e d un Le condensaeur peu se charger e ou se décharger. ou.. Réponse : Un circui es consiué d une résisance (conceur ohmique) e d un condensaeur Le condensaeur peu se charger e ou se décharger Insananémen ou lenemen. Nous allons découvrir dans ce cours commen faire varier le emps de charge ou de décharge d un condensaeur.

II. Les condensaeurs. 1. Définiion. Un condensaeur es consiué de deux armaures don les surfaces en regard son séparées par un isolan élecrique. Représenaion symbolique : 2. Orienaion d un circui en uilisan la convenion récepeur. Si q A es la charge de l armaure A e q B celle de l armaure B, on a : q A = -q B q A > 0 En convenion récepeur, la flèche ension es oriené vers l armaure où arrive le couran. 3. Relaion charge-inensié. La charge q condensaeur évolue au cours emps. Lors de la charge condensaeur, q augmene. Ce débi de charge correspond à l inensié i. Charge condensaeur : Décharge condensaeur : i es une grandeur algébrique. i = i > 0 i = i < 0 En convenion récepeur Quand q ne varie pas, l inensié es nulle. Le condensaeur se compore comme un isolan. q : charge de l armaure i : inensié : emps unié : Coulomb (C) unié : Ampère (A) unié : seconde (s)

4. Relaion charge-ension. 4.1. Monage d éude de la charge d un condensaeur à couran consan. Afin d éablir la relaion charge ension il fau s affranchir de l inensié qui doi reser consane. Pour cela, on uilise un généraeur idéal de couran. L inensié couran es fixée à i = 15,0 µa On relève les valeurs de la ension à différenes daes. Les résulas son indiqués dans le ableau ci-dessous : (s) 0 0,67 1,25 1,77 2,20 2,76 3,23 3,78 4,32 u (V) 0 2,04 3,79 5,44 6,73 8,41 9,82 11,5 13,1 Quesion discussion réponse : Tracer le graphe u = f() Que consaez-vous? Sachan que pour une valeur consane de l inensié i, on a q = i, compléer le ableau suivan : (s) 0 0,67 1,25 1,77 2,20 2,76 3,23 3,78 4,32 u (V) 0 2,04 3,79 5,44 6,73 8,41 9,82 11,5 13,1 q (C) Tracer le graphe q = f(u) Que consaez-vous? Quelle relaion exise enre q e u? Quelle es la valeur coefficien direceur? Sur le condensaeur, on peu lire l indicaion capacié C = 5,0 10-6 Farad. Qu en concluezvous? Conclusion : la relaion charge-ension es :

Réponse : Graphe u =f() On consae que la ension aux bornes condensaeur es une foncion linéaire emps. (s) 0 0,67 1,25 1,77 2,20 2,76 3,23 3,78 4,32 u (V) 0 2,04 3,79 5,44 6,73 8,41 9,82 11,5 13,1 q (C) 0 6 10,1 10 6 18,8 10 6 26,6 10 6 33,0 10 6 41,4 10 6 48,5 10 6 56,7 10 64,8 10 6 On consae que la charge es une foncion linéaire de la ension. q = consane u Le coefficien direceur es égal à 5,0 10-6 Le coefficien direceur de cee droie es appelée capacié condensaeur C = 5,0 10-6 F (unié : Farad) Conclusion : la relaion charge-ension es : q = Cu

III. Dipôle. a. Réponse d un dipôle à un échelon de ension. Un échelon de ension correspond au passage rapide d une valeur de ension u = 0 à une valeur u = E. 1.1. Monage d un dipôle alimené par un généraeur basse fréquence (G.B.F). Expérience de cours : On réalise le monage suivan : R = 100 Ω C = 0,12 µf Asuce afin de placer correcemen les bornes de l oscilloscope. Si on veu mesurer à la fois la ension aux bornes GBF e condensaeur : - Placer dans un premier emps la masse enre ces deux composans. - Placer ensuie les deux bornes de mesures Y A e Y B de l aure côé des composans. Ainsi oriené, la ension u es posiive. 1.2. Oscillogrammes obenus. En bleu : la ension aux bornes GBF En rose : la ension aux bornes condensaeur Quesion discussion réponse : o La ension aux bornes condensaeur subi-elle une variaion bruale? Es-elle disconinue?

Réponse : o Non, la ension ne subi pas de variaion bruale. Elle n es pas disconinue. Elle varie progressivemen conrairemen à la ension délivrée par le GBF qui prend une valeur déerminée insananémen. 1.3. Commen procéder pour visualiser l inensié circulan dans le circui à l aide de l oscilloscope? Aux bornes de la résisance, la loi d ohm s énonce ainsi u R = Ri. Il suffi de mesurer la ension u R afin de visualiser l inensié i. La valeur de i es i = R u R Quesion discussion réponse : o Dans le monage suivan, la ension mesurée par un oscilloscope aux bornes de la résisance es-elle posiive ou négaive? Réponse : La flèche ension es dirigée vers la masse. La ension ainsi mesurée aux bornes de la résisance es donc négaive. 1.4. Résoluion analyique de la charge condensaeur. 1.4.1. Eablissemen de l équaion différenielle de charge condensaeur.

La méhode d éablissemen de l équaion différenielle es la suivane : o Ecrire la loi d addiivié des ensions. o Exprimer i en foncion de u On applique la loi d addiivié des ensions : E = u R + u E = Ri + u avec la loi d Ohm : u R = Ri E = E = R + u avec i = dcu R + u avec q = Cu L équaion différenielle peu donc s écrire : E = + u 1.4.2. Soluion de l équaion différenielle. Vérifions que la soluion analyique u = A + B e es une soluion de l équaion différenielle E = + u Méhode : - Dans un premier emps, on dérive u = A + B e - Dans un deuxième emps, on repore la dérivée e u dans l expression E = + u - Dans un roisième emps, on idenifie A e, en s affranchissan emps. - Dans un quarième emps, on idenifie B en enan compe des condiions iniiales à = 0. - Dans un premier emps, on dérive l expression u = A + B e B x a = 0 e Rappel : f(x) = ae b alors f (x) = e b - Dans un deuxième emps, on repore e u dans l expression E = E = + u B = E e + A + B e E = A + B e + e E = A + B e 1 + u x b

- Dans un roisième emps, on idenifie e A. Pour ce faire, il fau s affranchir emps, c es à dire éliminer la parie de l expression de E qui dépend emps. = + E A B e 1 cee parie Il suffi que 1 = 0 Alors = e A = E quelque soi la valeur de. - Dans un quarième emps, on idenifie B. On prend en compe les condiions iniiales à = 0. à = 0 u = 0 u = A + B e = 0 0 A + B = 0 car e 0 = 1 Donc B = -A = -E B = - E La soluion de l équaion différenielle s écri alors : = = u E E e E 1 e avec = 1.4.3. Expression de l inensié. Pour rouver l expression de l inensié, il suffi d uiliser les expressions suivanes : q = Cu e i = On a alors i = C i = C i = E R e = C E e 1.4.4. Résoluion analyique de la décharge d un condensaeur. Quesion discussion réponse : - Eablissez l équaion différenielle de la décharge d un condensaeur. Asuce : Dans cee phase, il n y a plus de généraeur E = 0 - Monrez que u = A + B e es une soluion de l équaion différenielle en idenifian, A e B. - Eablissez l expression de l inensié.

Réponse : On applique la loi d addiivié des ensions : 0 = u R + u 0 = Ri + u avec la loi d Ohm : u R = Ri 0 = R u + avec i = dcu 0 = R + u avec q = Cu L équaion différenielle peu donc s écrire : 0 = + u Soluion analyique : - Dans un premier emps, on dérive l expression u = A + B e B x a = 0 e Rappel : f(x) = ae b alors f (x) = e b - Dans un deuxième emps, on repore e u dans l expression 0 = 0 = + u B = 0 e + A + B e 0 = A + B e + e 0 = A + B e 1 - Dans un roisième emps, on idenifie e A. + u Pour ce faire, il fau s affranchir emps, c es à dire éliminer la parie de l expression de E qui dépend emps. = + 0 A B e 1 cee parie x b Il suffi que 1 = 0 Alors = e A = 0 quelque soi la valeur de. - Dans un quarième emps, on idenifie B. On prend en compe les condiions iniiales à = 0. à = 0 u = E

0 u = A + B e = E A + B = E car e 0 = 1 Donc B = E B = E La soluion de l équaion différenielle s écri alors : u = E e avec = 1.4.3. Expression de l inensié. Pour rouver l expression de l inensié, il suffi d uiliser les expressions suivanes : q = Cu e i = On a alors i = C i = C i = E R e = C E e 2. Expression de la consane de emps. 2.1. Expression de la consane de emps. On a monré que la consane de emps a pour expression = pour un circui. 2.2.Vérificaion de l unié de la consane de emps par analyse dimensionnelle. L analyse dimensionnelle consise à écrire une équaion aux dimension. On noe [X] la dimension de la grandeur X. On cherche à exprimer la dimension de R e de C en foncion des dimensions de l inensié, de la ension e emps. u - D après la loi d Ohm, u = Ri soi R = i U La dimension de R s écri [ ] [ U ] R = = I (1) [] I - A parir de la relaion i = La dimension de la charge s écri [Q] = [I] [T] (2)

- A parir de la relaion q = Cu La dimension de la capacié s écri [ ] [ Q] C =, soi avec la relaion (2) [ ] [ U ] [ ] La dimension [] = [R] [C] = [] I Soi après simplificaion [] = [T] U [] I U [ ] [ T ] La consane de emps a la dimension d un emps. Son unié es la seconde (s). [ Q] [ U ] [] I [ U ] C = = [ T ] 2.3. Déerminaion graphique de la consane de emps. On déermine graphiquemen dans le cas de la charge condensaeur o en raçan la angene à l origine 0 o en déerminan le poin d inersecion de cee angene avec la droie d équaion u = E o en projean orhogonalemen ce poin sur l axe des abscisses. Quesion discussion réponse : Proposer une méhode afin de déerminer graphiquemen la consane de emps dans le cas de la décharge condensaeur. Rédigez-la e effecuez la déerminaion graphique.

Réponse : On déermine graphiquemen dans le cas de la décharge condensaeur o en raçan la angene à l origine E o en déerminan le poin d inersecion de cee angene avec la droie d équaion u = 0 2.4. Quelle es la valeur de u() à la dae? Cas de la charge : u = E 1 e = 1 u E e u = E e u = E 0,63 1 ( 1 ) Lors de la charge, la ension aux bornes condensaeur es égale à 63% de sa valeur nominale Cas de la décharge : u = E e u = E e 1 u = E e u = E 0,37 Lors de la décharge, la ension aux bornes condensaeur es égale à 37% de sa valeur iniiale.

IV. Energie emmagasinée dans un condensaeur. a. Mise en évidence expérimenale. Voir TP b. Expression de l énergie emmagasinée. 1 = Cu 2 E 2 On peu égalemen exprimer cee énergie en foncion de Q avec la relaion Q = Cu : 1 E = Qu 2 2 1 Q E = 2 C