Exercices –Électrocinétique
Exercices – Électrocinétique ∣ PTSI. 3) Le voltm`etre [PE1] Bernard Gendreau Christophe Gripon
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traitons pas dans cette correction. E1. xR. E2. 1 x. –. (. )R. E1 ; xR. (. ) E2 ; 1 x (voir chapitre 4 exercice 4 de « Savoir résoudre les exercices »). Lω0.
SERIE DEXERCICES N° 8 : ELECTROCINETIQUE
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SERIE DEXERCICES N° 7 : ELECTROCINETIQUE : FILTRES
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Exercices dÉlectrocinétique Régime transitoire et régime forcé continu
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Exercices –Électrocinétique
Sources : [P1] Dominique Meier (dir.) Toute la Physique Chimie MPSI PTSI
SERIE DEXERCICES N° 8 : ELECTROCINETIQUE
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Physique tout-en-un 1re année MPSI-PCSI-PTSI - 3ème édition
Exercices corrigés supplémentaires sur www.dunod.com En électrocinétique on ne considère cependant pas tous les courants électriques :.
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Exercice corrigé sur les Circuits - Cours et Exercices
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Cours d'électrocinétique – femto-physique
Preface Ce cours s’intéresse à l’électrocinétique c’est-à-dire à l’étude de la répartition du potentiel et du courant électrique au sein d’un circuit électrique On distinguera les régimes stationnaires des régimes variables que l’on placera dans le cadre de l’approximation des régimes quasi-stationnaires
Exercices – Electrocin´etique´
Exercices – Electrocin´etique´ Calculs de tensions et de courants E2 Ex-E2 1 R´eseau `a deux mailles D´eterminer pour le circuit ci-contre l’intensit´e ????qui traverse la r´esistance ????2 et la tension aux bornes de la r´esistance ????3: 1) en faisant des associations de r´esistances et en appliquant le diviseur de tension R1
Electrocinétique Mpsi Pcsi Ptsi Exercices Corrigés By Joël
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Electrocinétique Mpsi Pcsi Ptsi Exercices Corrigés By Joël Soubrenie capacités commutées méthode de synthèse de filtres passifs par transposition de fréquences correcteur de tonalité de type Baxandall etc Même si certains des exercices ici proposés sont issus directement de sujets d'oraux ou d'écrits des Concours
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Electrocinétique Mpsi Pcsi Ptsi Exercices Corrigés By Joël Soubrenie s'en inspirent et ont été remaniés dans un souci pédagogique de progression suivant la difficulté et l'apprentissage des méthodes ; d'autres enfin ont été posés par les auteurs eux-mêmes
Exercices Pcsi Physique - bespokecityam
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Qu'est-ce que l' électrocinétique ?
- L' électrocinétique est une partie de l'électricité qui étudie les circuits électriques dans le cadre de l' approximation des régimes quasi-stationnaires]. C'est une discipline essentielle pour l'électronique et l' électrotechnique. Des dipôles : classification, modélisation par des dipôles idéaux, association,…
Exercices d"´Electrocin´etique
?Intensit´e et densit´e de courant E1? ???Ex-E1.1Vitesse des porteurs de charges : On dissout une massem= 20gde chlorure de sodiumNaCl dans un bac ´electrolytique de longueurl= 20cmet de section S= 10cm×10cmrempli d"eau. La dissolution est totale. On fait passer un courant d"intensit´eI= 100mAentre deux ´electrodes situ´ees aux extr´emit´es de la cuve.Donn´ees :masses molaires :
M(Cl) = 35,5g.mol-1etM(Na) = 23g.mol-1.
Nombre d"AvogadroestNA= 6,02.10-23mol-1; charge ´el´ementaire este= 1,6.10-19C.©Q :Sachant que les vecteurs vitesse des ions chlorure et des ions sodium sont de sens oppos´es
et dans le rapport 1,5, d´eterminer la vitesse et le sens de d´eplacement de ces ions.R´ep :v+?= 2,4.10-7m.s-1;v-?= 3,6.10-7m.s-1.
???Ex-E1.2Semi-conducteur :Les semi-conducteurs sont des mat´eriaux utilis´es en ´electronique
et dont la conduction varie fortement avec la temp´erature ou avec la pr´esence d"impuret´e. Dans
un semi-conducteur, il existe deux types de porteurs de charge : ◦les ´electrons, de chargeqe=-e, de densit´ene; ◦et les trous, de chargeqp= +e, de densit´enp.`A une temp´erature donn´ee, du fait des propri´et´es dues aux liaisons internes au semi-conducteur,
le produitnenp=n2iest constant.La pr´esence d"impuret´es (= atomes '´etrangers" au r´eseau) permet de modifierneetnptout en
maintenant le produitnenpconstant. En l"absence d"impuret´es, ces deux valeurs sont ´egales :ne=np=ni.Pour le silicium, nous avons :ni= 1,5.1016m-3.
Dans les conditions d"´etude, la vitesse des ´electrons estve= 12cm.s-1et celle des trousvp=5cm.s-1.
1)D´eterminer la densit´e de courant du silicium dans les conditions d"´etude.
2)Comment varie la densit´e de courantjavecne? Tracer l"allure de la courbe correspondante
j=j(ne) et expliquer l"int´erˆet de la pr´esence d"impuret´es dans le silicium utilis´e en ´electronique.
R´ep : 1)j= 4,1.10-4A.m-2;
2)jmin=j0= 3,7.104A.m-2pourne,0=ni?
vP ve= 9,7.1015m-3. ?Calculs de tensions et de courants E2? ???Ex-E2.1R´eseau `a deux mailles D´eterminer, pour le circuit ci-contre, l"intensit´eiqui traverse la r´esistanceR2et la tensionuaux bornes de la r´esistanceR3:1)en faisant des associations de r´esistances et en appliquant le
diviseur de tension.2)en faisant une transformationTh´evenin→Nortonet en
appliquant le diviseur de courant. E R1 R3R 2 R 4ui3)Application num´erique pourE= 6V,R1= 100 Ω,R2=R3=R4= 50 Ω
R´ep : 1/2)i=R3E
R1R3+ (R1+R3)(R2+R4);u=R3(R2+R4)ER1R3+ (R1+R3)(R2+R4);3)i= 15mAetu= 1,5V.
Exercices d"´Electrocin´etique2008-2009
???Ex-E2.2Circuit lin´eaireDans le circuit ci-contre :
1)CalculerUEF,
2)Calculer l"intensit´eI0circulant dans
la branche principale;3)Calculer l"intensit´eI?circulant dans
la branche contenant le g´en´erateurE? (pr´eciser son sens);4)Calculer les intensit´esi1,i2eti3.
Donn´ees :
R= 1Ω,E= 5VetE?= 3V.
E2R RA B E" 2RR R R R C D E F I0i 1 i 2 i 3 R´ep :UEF?1,67V;I0?0,83A;I??0,17A;i1=i3?0,33A;i2?0,17A.? ???Ex-E2.3Distribution de courant sur les arˆetes d"un cube Le courant d"intensit´eIarrive sur le sommetAd"un cube dont les arˆetes sont constitu´ees par un fil m´etallique; chaque arˆete a une r´esistancer. Le courant ressort par le sommetHoppos´e `aA.1)Calculer les intensit´es dans chaque branche.
2)SoitVA=VetVH= 0Vles potentiels des pointsAetH. Calculer
les potentiels des diff´erents sommets.3)Quelle est la chaleur dissip´ee dans le cube par unit´e de temps?
A.N. :I= 500mAetr= 0,2 Ω.
R´ep : 2)VE=VF=VG=rI3=25V;VB=VD=VC=VA-rI3=35V;
3)PJ=δQ
dt=56rI2?42mW. ?Association de g´en´erateurs ???Ex-E2.4Mod´elisation de Th´evenin (1) Donner le g´en´erateur deTh´evenin´equivalent au circuit ci-contre entreAetB.R´ep :R´eq=R
2etETh=e+Rη.
???Ex-E2.5Mod´elisation de Th´evenin (2)D´eterminer le g´en´erateur
deTh´evenin´equivalent au r´eseau dipolaire entre les bornesAetBci-contre.Donn´ees :η= 1A,R= 6Ω
etE= 24V. E2R R2RA Bh5h EThR eq B AR´ep :Req=R2= 3 Ω etETh= 2Rη+E4= 18V
?Calculs de r´esistances ´equivalentes ???Ex-E2.6R´esistance ´equivalente d"un r´eseau dipolaire (1) Calculer la r´esistance´equivalente `a un r´eseau `a mailles carr´ees, chaque cˆot´es ayant la r´esistancer.R´ep :R´eq=13
7R A E GD C M N F BI I2http ://pcsi-unautreregard.over-blog.com/qadripcsi@aol.com
2008-2009Exercices d"´Electrocin´etique
???Ex-E2.7R´esistance ´equivalente d"un r´eseau dipolaire (2) Chaque trait repr´esente un r´esistor de r´esistanceR. D´eterminer la r´esistance ´equivalente de ce r´eseau vu des points :1)A et C (5R/4)2)A et E (3R/2)3)A et F (7R/8)
4)B et D (5R/6)5)H et D (R)6)A et B (17R/24)
7)B et F (7R/12)ABC
H FD G JE ???Ex-E2.8Th´eor`eme de Kennelly (`A comprendre!) On consid`ere les deux circuits ci-dessous : celui de gauche est appel´e le circuit" étoile » et celui de droite circuit " triangle ». Exprimer les résistancesr1,r2etr3 du circuit étoile en fonction des résistancesR1,R2et R3du circuit triangle pour que les deux circuits soient
équivalents. La relation obtenue constitue le théorème deKennelly. R´ep :r1=R2R3R1+R2+R3,r2etr3se d´eduisent par permutation circulaire des indices. ???Ex-E2.9R´esistance ´equivalente d"un r´eseau dipolaire (3)1)Calculer la r´esistance ´equivalente du r´eseau suivant :
a.en utilisant les lois deKirchoff. b.en utilisant les regroupements de r´esistances (s´erie, pa- rall`ele, triangle-´etoile).2)On applique entreAetBune tensionU= 11V.R
A BC D RR R R1 2 2 1 Calculer l"intensit´e du courant dans la branche CD avec :R1= 2R,R2= 4R, etR= 1 Ω.R´ep : 1)R´eq=2R1R2+RR1+RR2
2R+R1+R2;2)I=IC→D=U11R= 1A.
´Equation diff´erentielle et Conditions initiales d"un circuit ???Ex-E2.10Deux bobines r´eelles en parall`ele D´eterminer, dans le cas particulier o`uR1L2=R2L1, l"´equation diff´erentielle liant la tensionuet le courantidans le montage ci-contre, constitu´e de deux bobines r´eelles en parall`ele.R´ep :(L1+L2)u=L1L2di
dt+R2L1i ???Ex-E2.11Deux condensateurs r´eels en s´erie D´eterminer l"´equation diff´erentielle liant la tensionuet le courantidans le montage ci-contre, constitu´e de deux conden- sateurs avec fuite en s´erie. On noterau1etu2les tensions aux bornes de chaque condensateur. R´ep :Cas o`uR2C2=R1C1: (C1+C2)i=C1C2dudt+C1R2u. ???Ex-E2.12Filtre de Wien (Exercice important!) Le montage ci-contre comporte deux r´esistances identiquesRet deux condensateurs de capacit´es identiquesC.1)´Ecrire l"´equation diff´erentielle liant la tension de sortievaux
bornes du condensateur et la tension d"entr´eeu.2)`A l"instant initial, les deux condensateurs sont d´echarg´es et la tensionu=Eest constante.
D´eterminer les conditions initiales portant survetdv dtjuste apr`es le branchement du circuit : v(0+) etdv dt(0+). qadripcsi@aol.comhttp ://pcsi-unautreregard.over-blog.com/3Exercices d"´Electrocin´etique2008-2009
R´ep : 1)dudt=RCd2vdt2+ 3dvdt+vRC;2)v(0+) = 0 etdvdt(0+) =ERC. ???Ex-E2.13Bobine r´eelle en s´erie avec un condensa- teur avec fuites Une bobine r´eelle d"inductanceLposs`ede une r´esistance r. Elle est plac´ee avec un condensateur de capacit´eCet de r´esistance de fuiteR.1)D´eterminer l"´equation diff´erentielle liant l"intensit´ei
et la tensionu.2)`At= 0, la tension aux bornes du condensateur vautv0et pourt≥0, on imposeu= 0 grˆace
`a un court-circuit. Juste apr`es l"installation du court-circuit, que valenti(0+)?v(0+)?di dt(0+)? etdvdt(0+)?R´ep : 1)LCd2i
dt2+? rC+LR? didt+?1 +rR?
i=uR+Cdudt2)i(0+) = 0;v(0+) =v0;di
dt(0+) =-v0L;dvdt(0+) =-v0RC.Solution Ex-E2.1
1)Apr`es avoir introduit et nomm´e les noeuds, on peut introduire la
r´esistance ´equivalente `aR2etR4qui sont en s´erie :R5=R2+R4 •Il apparaˆıt queR3est en parall`ele avecR5.En simplifiant :R6=R3//R5=R3R5
R3+R5.
•On reconnaˆıt un diviseur de tension,R1etR6´etant en s´erie, sou- mises `a la tensionE:UAB=R6R1+R6E=R3R5R3+R5ER1+R3R54R3+R5
Soit :u=UAB=R3(R2+R4)
R1R3+ (R1+R3)(R2+R4)E
•i=UABR5sur le premier sch´ema ´equivalent.Soit :i=R3E
R1R3+ (R1+R3)(R2+R4).
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