[PDF] EC3-Circuit RLC série Le circuit RLC étant du





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Cours délectrocinétique - EC3-Circuit RLC série

A la fin du chapitre précédent nous avons étudié les régimes transitoires des circuits du premier ordre RC et RL dont on a résolu les équations différentielles 



Etude des circuits RLC

3 Les circuits RLC série 4.3 Résolution détaillée d'une équation différentielle du second ordre d'un circuit RLC avec Ve(t) fonction échelon .



Chapitre 6 - Circuits RLC

C'est une équation différentielle du 2e ordre. Les étapes de calcul des circuits RLC série sont les même que celle des circuits RLC pa- rall`ele.



Circuit RLC en régime libre Oscillations électriques

Equation différentielle du RLC. L. R. C i(t). uC(t). R i(t). L di(t) dt. Loi des mailles. uC (t) + R i(t) + L di(t) dt. = 0. =? uC (t) + R C. duC (t).



III Circuit RLC série

Circuit RLC série. Régimes transitoires TP. III Circuit RLC série. III.1 Théorie. § Équation différentielle vérifiée par la tension ( ) :.



Circuit RLC série excité

? = est le coefficient d'amortissement et ?0 sa pulsation propre. Cette équation est celle d'un oscillateur harmonique que l'on retrouve dans de nombreux.



Thème : Electricité Fiche 6 : Oscillations libres du circuit RLC série

Régime apériodique d'un circuit RLC série : régime pour lequel la tension C Dans le régime périodique (circuit LC) l'équation différentielle de C.



Exercices dÉlectrocinétique Régime transitoire et régime forcé continu

1) Considérons le circuit dipolaire RLC série du cours alimenté par une tension sinuso?dale. (e(t) = E0 cos(?t)). ?. Établir que l'équation différentielle 



Chapitre 5 - Circuits RL et RC

Remarquer que le courant tend vers une valeur finale de 2A. 5.1.1 Puissance et ´energie dans une inductance. On peut obtenir les équations de puissance et d' 



Circuits RLC - UMoncton

CHAPITRE 6 CIRCUITS RLC Il faut trouver les constantes A1 et A2 v(0+) = A 1 +A2 = 12 dv(0+) dt = i C(0+) C = 5000A1 20000A2 = 450000 On solutionne pour obtenir A1 = 14 et A2 = 26 La tension est : v(t) = 14e5000t+26e20000tV; t 0 On peut veri?er la solution Il faut que´ v(t= 0) = v(0+) v(0) = 14+26 = 12 X Et si on d´erive dv(0+) dt = 14



EC3-Circuit RLC série

Le circuit RLC étant du deuxième ordre ce sera aussi le cas de son équation diérentielle Elle fera alors apparaître la notion de régimes : selon l’amortissement du circuit par eet Joule le régime transitoire est diérent



Résumé sur les circuits RC RL et RLC

1) mettre en place l’équation différentielle 2) trouver la solution de cette équation a) à partir de le forme générale de la solution b) en tenant compte des conditions initiales Toutes les équations doivent être mises en place en respectant les orientations i q u des schémas de ce résumé E 2 R q -q u C C i K K 1 u R



Chapitre 3 : Le circuit RLC série

Chapitre 3 : Le circuit RLC série Un condensateur est capable de stocker de l'énergie électrique puis de la restituer sa charge et sa décharge sont caractérisées par une constante de temps ? Il en est de même pour la bobine Que se passe-t-il lorsqu'on associe en série un condensateur et une bobine



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Chap 4 – Circuit RLC série en régime sinusoïdal forcé 1 Signaux sinusoïdaux (rappels de TP) 1 1 Caractéristiques d’un signal sinusowdal 1 2 Déphasage entre deux signaux synchrones 2 Le régime permanent est sinusoïdal 2 1 Les deux termes de la solution : régime transitoire et régime permanent 2 2

Quelle est la différence entre le circuit RL et le circuit du second ordre ?

On étudie le circuit RL soumis à une tension , on s’intéresse à la tension aux bornes du condensateur et à l’intensité qui parcourt le circuit. La bobine est idéale. On applique la loi des mailles : Cette équation différentielle est une équation du second ordre à coefficient constant, le circuit RLC série est appelé circuit du second ordre.

Comment calculer le régime de fonctionnement d’un circuit ?

La valeur de R dans un circuit RLC détermine le régime de fonctionnement de celui-ci: pseudo-périodique ou apériodique. d- Régime périodique Si l’amortissement est négligeable (ce qui ne peut exister en pratique pour un circuit libre), le système est le siège d’oscillations non amorties, le régime est alors périodique.

Quelle est la solution de l’équation différentielle ?

La solution de l’équation différentielle est la combinaison linéaire de deux solutions complexes : avec et des constantes complexes. Or nous voulons obtenir une solution réelle ! On peut montrer qu’à partir de ces deux solutions complexes, on peut construire deux solutions réelles tout aussi solutions de la même équation différentielle.

Qu'est-ce que l'équation différentielle ?

L’équation différentielle correspondant à ce régime libre (appelé aussi régime propre) est la suivante : On cherche donc une solution de cette équation qui est une équation homogène. Cette solution est du type avec A une constante. Cette dernière équation est appelée polynôme caractéristique de l’équation différentielle .

Coursd'électroci nétique

EC3-CircuitRLCsérie

Tabledesmatièr es

1In troduction3

2Équ ationdi

érentielle3

3Ét udedurégimelibre 3

3.1Défin itionsdesvariablesréduites..........................4

3.1.1Pulsati onpropre

3.1.2Facteur d'amortissement

3.1.3Coe

cientd'amortisse ment

3.1.4Facteur dequalité

3.2Lesdi

3.2.1Régime apériodique:!

>0

3.2.2Régimec ritique:!

=0

3.2.3Régimep seudo-périodiqu e:!

<0

4Ci rcuitRLCsérieetéchelon detension 11

5As pecténergétique:régim elibre11

1

1In troduction

Ala finduc hapitre précéd ent,nousavonsétudiéles régimestransitoiresdescircuitsdu premierordreRCetRLdonton arésoluleséq uationsd i

érentiellespourtrouverlesexpression s

destension setintensités. Nousallons iciétudierdan slemêmee spritlerégimetransitoir educircui tRLCsér iequi commenousallons levoirdonne naissanceàdes oscillat ionsélectr iques. Leci rcuitRLCétantdudeuxièm eordre ,ceseraaussil ecasdes onéquationdi

érentielle.

Elleferaalorsap paraîtrelanoti onderégimes :selonl'amortissementdu circui tpare etJoule , lerégim etransitoireestd i

érent.

2Éq uationdi

érentielle

Onétud ielecircuitRLsoumi sàunet ensione(t),on s'intéresseàlatensionauxbornesducond ens ateur etàl'i nte nsitéquiparcourtlecircuit.Labobinees t idéale.Onappliquela loidesm ailles: e=Ri+L di dt +u(1)

Commei=C

du dt ,ona : LC d 2 u dt 2 +RC du dt +u=e(2)

Cetteéquationdi

érentielleestuneéquationduse-

condordreà coe cientconstant,le circuitRLCsérie estappelé circuitdusecondor dre.

Figure1-C irc uitRLC

3Ét udedurégimel ibre

Nousallon snousintéress erdansunpr emiertempsaucomportementducircu itlorsque

leconde nsateuràétépréalablementchargésousl ate nsionEdugén érateur,etlorsqu'ilse

déchargedanslabobinee tlarésist ance.

L'équationdi

érentiellecorrespondantàcerégimel ibre(appeléaussirégimepropre)estl a suivante: LC d 2 u dt 2 +RC du dt +u=0(3) Oncher chedoncunesolutiondecet teéquationq uiestuneé quationhomogène.Cette solutionestdutypeu=Ae rt avecAunecons tant e. Sioninj ect ecettesolutiondans(3)etquel 'onélimine lasolution u=0quin'apasd esens physique,onobtient: LCr 2 u+RCru+u=0!"r 2 R L r+ 1 LC =0(4) 2 ElectrocinétiqueEC3-CircuitRLCsérie3.1Définition sdesvariablesréduites Cettedernièreé quationestappeléepolynômecarac téristiquedel'équ ationdi

érentielle(3).

Trouverlessolutionsde cepolynôme permetdetrouverlessolu tionsde l'équat iondi

érentielle.

Pouréclairc irlarésolution,nousallonsuti liserd esvariablesdites"réduites":

3.1Définitio nsdesvariablesréduites

L'intérêtdesvariablesréduit esestd'u tiliserdesvariablesdem êmedimensiondansla résolutiondel'équation.Onpe utdonc appliquersarésolutiondansn'imp orteque lsystème d'unité.

3.1.1Pulsat ionpropre

Celle-cicorrespondàlapuls ationdesoscillationsenl'absen ced e"frott ements"(amortisse- mentpare etJoule ici): 0 1 LC (5) 0 :pulsationpropreexpriméee nrad.s "1 ous "1

L:inductancedelabobineexprimée enHenr y(H)

C:capacitéducondensateur exprim éeenFarad(F) Ene et,ladéfi nitiond uradianditquedansuncercle, l'anglee nradianestler apportdela longueurdel'arcquedéc ritl'an gleparlerayon. Ils'agitdur apportdedeuxlongueurs .

3.1.2Facteur d'amortissement

Ilvaêt reliéà larésistance globaleducir cui t.Plus cefacteurseragrand,plusl'amorti ssement

seraélevé : R 2L (6) ":facteurd'amortisseme ntexpriméens "1

L:inductancedelabobineexprimée enHenry (H)

R:résistancetotaleducircuitexpr iméeenOhm(")

3.1.3Coe

cientd'amortissem ent Ilpeut êtreintéress antdetravaill eravecunegrandeursansdimension.On définit alorsle coe cientd'amortissem entpar: 0 (7) Cecoe cientpeutêtreex priméeenfonc tiondesvaleurs descomposantsducircuit: R 2 C L (8) 3

érentsrégimes

3.1.4Facteur dequalité

Pourcaracté riseruncircuit,onutilisesouvent uneautr egrandeurappeléefacteurdequ alit é. Elleestreli éeàtoutesl esgrandeursdontonvien tde parler: Q= 1 2# L 0 R 1 RC 0 (9) Enutil isantcesvariablesréduites, onpeutdonc écrirelepolynômecaractér istiquedela manièresuivante: r 2 +2"r+! 2 0 =0our 2 +2#! 0 r+! 2 0 =0(10)

3.2Lesdi

érentsrégimes

Lepol ynômecaractéristique acceptantplusieurssolutionsselonlavaleurdes ondiscriminant, ilenes tdemê mepourl'éq uationdi

érentielle.

Vulafor medupol ynôme,nousallon sutili serlediscriminantrédu it.

Rappelmathématique

Lorsqu'uneéquationdusecondde gréestdelaformeax 2 +2b x+c=0,on peu tutiliserle discriminantréduitpourentrouverless olutions.

Cedisc riminantréduitapourexpression:!

=b !2 $ac.

Onobtie ntalorslessolutions:

x 1 $b a x 2 $b a si! !0(11) x 1 $b +j a x 2 $b $j a si! <0(12) Leje stl anotationcomp lexeut iliséeenphysiq uepournepasconfondrelenom brecomplexe classiqueavecl'intensité ducourant.

Ici,lediscr iminant réduitapourexpression:

2 2 0 ou! 2 0 2 $1)(13)

Selonsonsigneon distin guetroisrégimes :

3.2.1Régimeap ériodique:!

>0 Si! >0alors">! 0 ,#>1!"R>2 L C !"Q< 1 2

Racinesdupolynôme

Lepol ynômeadmetdeuxracines négatives,ona:

r 1 2 2 0 0 0 2 $1(14) r 2 2 2 0 0 0 2 $1(15) 4

érentsrégimes

Solutiondel'équationdi

érentielle

Lasol utiondel'équationdi

érentielle(3)s' écritdonc:

u(t)=A 1 e r 1 t +A 2 e r 2 t (16) Lesracin esétanttoutesdeuxné gatives,ons'ass urequelasolutionu (t)netendpas versl'infini, celan'auraitpas designificationphysiq ue.

Déterminationdesconstantes

Onpeut utiliserlesc onditionsinitialespourexpli citerles constantesA 1 etA 2 .C' estparce quelecirc uitest dudeuxièmeordrequ'exi stentcesd euxcon stantesetqu'ilfautdeuxcond itions initialespourlesdéterminer . Lacon tinuitédelatensionauxbornesdu conden sateuri mpliquequeu(t=0)= E. Lacon tinuitédel'intensitédanslab obineim pliquequei(t=0)= 0. Onobtie ntalorsdeuxéquationsàd euxinconn uesquinousper mettentdedéterminerA 1 etA 2 u(t=0)= A 1 +A 2 =E(17) i(t=0)= r 1 A 1 +r 2 A 2 =0!"A 2 r 1 A 1 r 2 (18)

Onrem placecetteexpressiondeA

2 dans(17): A 1 r 1 A 1 r 2 =E(19) !"A 1 1$ r 1 r 2 =E(20) !"A 1 r 2 E r 2 $r 1 (21)

Onremp lacecetteexpressiondeA

1 dansl'exp ressiondeA 2 de(18): A 2 $r 1quotesdbs_dbs35.pdfusesText_40
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