Circuit RLC Flashcards
Pour mesurer expérimentalement la capacité C d’un condensateur, on le charge à courant constant d’intensité I = 2,0 mA. Au bout de t = 5,0 s, on mesure aux bornes du condensateur une tension uC = 1,0 V. La capacité C du condensateur vaut :
A : 1,0 mF
B : 2,0 mF
C : 5,0 mF
D : 10 mF
E : 20 mF
D
q = Cuc avec q = I.Δt
C = I.Δt /uc
Sur le schéma ci-dessous, le condensateur de capacité C = 100 μ F vient d’être chargé par une pile de f.e.m E = 4,7 V et de résistance R = 2,0 Ω. La charge étant terminée, que valent les grandeurs :
i intensité du courant, uC tension aux bornes du condensateur et EC énergie emmagasinée par le condensateur :
A : i ≈ 0 A ; uC ≈ 4,7 V ; EC ≈ 1,1 mJ
B : i ≈ 2,4 A : uC ≈ 0 V ; EC ≈ 1,1 J
C : i ≈ 0 A ; uC ≈ 0 V ; EC ≈ 1,1 x 103 J
D : i ≈ 2,4 mA ; uC ≈ 4,7 V ; EC ≈ 1,1 mJ
E : i ≈ 0 A ; uC ≈ 2,4 V ; EC ≈ 1,1 mJ
Pour charger ce condensateur, il a fallu environ :
A : 1 ns
B : 1 μ s
C : 1 ms
D : 1 s
E : 1 min
A
Lorsque le condensateur est chargé, la valeur de l’intensité dans le circuit s’annule.
Alors la tension aux bornes du condensateur est égale à la tension aux bornes de la pile.
Ec = 1/2 Cu2 = 1/2 q2/C
C
La constante de temps τ d’un circuit (R, C) permet de connaître l’ordre de grandeur de la durée de charge d’un condensateur.
Le condensateur est chargé à plus de 99 % au bout de 5 τ
5 τ = 5 R . C ≈ 5 x 2,0 x 100 x 10-6 s
Une bobine de résistance r = 20 Ω et d’inductance L = 0,10 H est traversée par un courant constant d’intensité I = 0,10 A.
La tension aux bornes de la bobine vaut :
A : 20 V
B : 2,0 V
C : 20 mV
D : 1,0 V
E : 0,20 V
B
u = L di/dt + ri
or En régime permanent, la bobine se comporte comme un conducteur ohmique de résistance r :
uL = r . I = 20 x 0,10 V
Lors de la décharge d’un condensateur de capacité C à travers un conducteur ohmique de résistance R, la variation de la charge en fonction du temps :
A : est plus rapide si le produit R.C est plus grand
B : est le lente si le produit R.C est plus grand
C : est indépendante du produit R.C.
D : dépend uniquement de la résistance R du circuit.
E : est plus rapide si le produit R.C est plus petit
BE
La constante de temps τ d’un circuit (R, C) permet de connaître l’ordre de grandeur de la durée de charge ou de décharge d’un condensateur : τ = R.C
À l’instant t = 0 s, on bascule l’interrupteur k en position 1. La durée de l’établissement du courant dans le circuit :
A : dépend uniquement de la valeur de la résistance totale du circuit : R = r + R’
B : dépend uniquement de la valeur de l’inductance L de la bobine
C : augmente lorsque la valeur de l’inductance L de la bobine augmente
D : diminue lorsque la valeur de la résistance R’ augmente
E : dépend du produit L.R
CD
La durée de l’établissement ou de l’annulation du courant dans un circuit RL dépend de la résistance R et de l’inductance L du circuit.
τ = L/R
La valeur de la constante de temps d’un circuit (R, L), est donnée par l’expression :
A : R.L
B : R / L
C : L / R
D : 2 L.R
E : (L + R) /2
C
La période propre d’un circuit (L, C) :
A : dépend uniquement de l’inductance L du circuit.
B : dépend uniquement de l’inductance L et de la capacité C du circuit
C : a pour expression : To = 2π√(L/C)
D : a pour expression : 2π L.C
E : a pour expression : To = 2π√(L.C)
BE
On réalise le montage suivant.
Première étape : on charge le condensateur en plaçant le commutateur sur la position 1.
Deuxième étape : on bascule le commutateur en position 2.
À la voie YA de l’oscilloscope:
A : on visualise les variations de la tension uAB
B : on observe les variations de la tension aux bornes du condensateur
C : on observe la décharge linéaire du condensateur dans la bobine
D : on remarque que l’amplitude des oscillations augmente au cours du temps
E : on remarque que le courant circule toujours dans le même sens
B
Visualisation de la tension aux bornes du condensateur uC = uAM :
Le courant change alternativement de sens lors de la charge et de la décharge du condensateur.
L’amplitude des oscillations diminue au cours du temps car le circuit (R, L, C) perd progressivement l’énergie initialement emmagasinée dans le condensateur par effet Joule dans les résistances.
En conséquence, un circuit électrique (R, L, C), réalisé avec un condensateur chargé, est le siège d’oscillations électriques libres amorties.
On réalise le montage suivant.
Première étape : on charge le condensateur en plaçant le commutateur sur la position 1.
Deuxième étape : on bascule le commutateur en position 2.
On agit sur les différents paramètres.
A : si la résistance R’ augmente, la période du phénomène oscillatoire augmente.
B : si on multiplie par 4 la valeur de l’inductance L, la période du phénomène oscillatoire est multipliée par 2
C : si R’ augmente ceci n’a aucune incidence sur l’amplitude des oscillations.
D : si R’ + r > Rc (résistance critique), on observe des oscillations libres amorties
E : si R’ + r = Rc, la tension tend rapidement vers zéro, c’est le régime critique.
BE
Selon la valeur de la résistance du circuit (R, L, C), on distingue les régimes : pseudo-périodique, critique, apériodique :
R’ + r < Rc, on observe des oscillations libres amorties, c’est le régime pseudo-périodique.
si R’ + r = Rc, la tension tend rapidement vers zéro, c’est le régime critique.
si R’ + r > Rc (résistance critique), la tension tend vers zéro sans oscillations, c’est le régime apériodique.
Pour le régime pseudo-périodique : si la résistance du circuit est faible :
T ≈ T0
