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Exercices d'électrocinétique des courants transitoires

1) Une ampoule au néon N ne s'allume que si la tension à ses bornes atteint la valeur dite tension d'allumage. Elle reste alors allumée tant que la tension entre ses bornes reste supérieure à la valeur dite tension d'extinction (). Lorsque la lampe est éteinte, sa résistance est pratiquement infinie ; elle prend la valeur r lorsque celle-ci est allumée.

On réalise le circuit électrique schématisé ci-contre.

1) Etudier la tension aux bornes de N [on supposera ] dans le cas où un régime périodique s'établit ; préciser le domaine des valeurs possibles de la tension E.
On posera .

2) Tracer le graphe de la tension et calculer la période T des oscillations avec les valeurss numériques suivantes :
.

| Réponse 11 | Réponse 12 |

2) A l'instant , le condensateur n'étant pas chargé, on ferme l'interrupteur du circuit ci-contre.
- Etablir l'équation différentielle déterminant le courant i(t). Préciser les conditions aux limites nécessaires à la résolution de cette équation différentielle.
- Calculer la valeur de .
- Quelle condition est réalisée si le courant est oscillant

| Réponse 2 |

3) Initialement le condensateur porte "une" charge . On ferme l'interrupteur.
Déterminer les courants dans tout le circuit.
On posera :

On supposera :

| Réponse 3 |

4) Le condensateur C est chargé (charge ).
A , on ferme l'interrupteur du circuit.
Déterminer V(t).

On posera :

Expliciter V(t) dans le cas où

| Réponse 4 |

5) On réalise un générateur de tension en "créneaux" à l'aide d'un générateur de tension continue et d'un commutateur k.
De , k est en position 1 et de , k est en position 2.
Le fonctionnement est périodique de période T.

Ce générateur alimente un circuit R, L série.

En supposant atteint le régime permanent (périodique de période T),
1) Calculer la valeur moyenne <i> du courant i(t) circulant dans le circuit.
2) Déterminer la fluctuation relative de cette intensité .

On posera . Donner une valeur approchée de a dans l'hypothèse .

| Réponse 51 | Réponse 52 |

6) On étudie l'évolution de la tension u aux bornes du condensateur dans le circuit ci-contre / l'interrupteur k a un fonctionnement périodique, de période T ; le contact est établi pendant la durée et ouvert pendant .

On donne :

La diode est parfaite.

1) Le condensateur étant initialement déchargé et le courant i est nul, le contacteur k est fermé à .
Déterminer la loi u(t) pour .

2) Comment évolue ensuite u(t) ? Plus précisément déterminer la suite .
Que pensez-vous du résultat ?

3) On branche une résistance R () aux bornes du condensateur C : déterminer la valeur efficace lorsque le régime permanent est établi.
Donner une évaluation simple, par excès, de la fluctuation relative de la tension u aux bornes de R et C.

| Réponse 61 | Réponse 62 | Réponse 63 |

7) On étudie le circuit ci-contre dans lequel le générateur de tension e(t) délivre une "tension carrée" de période T.
On donne :

La diode D est parfaite.

On ferme le circuit à l'instant , le condensateur n'étant pas chargé.

On pose :

1) Etablir la loi u(t) pour . Donner les valeurs numériques de u(T/2) et u(T)

2) Entre quelles valeurs varie u(t) lorsque le régime permanent est atteint ? Donner l'allure du graphe de u(t).

| Réponse 71 | Réponse 72 |