Transitoire d'un double RC, concours Ecole Nationale de l'Aviation Civile 2025.

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Les deux interrupteurs sont initialement ouverts, le condensateur C2 est déchargé, C1 est chargé de sorte que la tension à ses bornes soit u1 = ½E. A l'instant t=0, on ferme K1, tout en maintenant K2 ouvert.

Pour les 4 premières question, i2(t) = 0 : on retrouve la boucle simple contenant le générateur, la résistance et deux condensateurs en série.

13. Déterminer , à la date t = 0+, la tension uR(0+).
Loi des mailles :
uR(0+) + u1 = E.
Continuité de la tension aux bornes des condensateurs : uR(0+) + ½E = E.
uR(0+) = ½E. Réponse B.

14. L'intensité du courant électrique évolue, (lorsdque t >0) selon la loi : i1(t) = A exp(-t / t). Déterminer A et t.
Loi des mailles : E = Ri1 +u1 +u2.
On dérive : 0 = Rdi1/dt +du1/dt +du2/dt.
0 = Rdi1/dt +i1/C1 +i1/C2 .
0 = Rdi1/dt +i1 /(C1+C2) / (C1C2).
di1/dt +i1 /(C1+C2) / (RC1C2)=0.
On identifie t =
RC1C2 /(C1+C2).
A l'instant initial :
uR(0+) = ½E =Ri1(0+)=R A ; A = E / (2R).
Réponses B et C.

15. Après la fermeture de K1, la tension u1(t) est donnée par la relation :
i1 = C1 du1 /dt ;
du1 /dt =i1 / C1 =E / (2RC1) exp (-t / t) ;
Intégrer : u1(t) =
-E t / (2RC1) exp (-t / t) + Cste.
u1(t) = -EC2  / (2(C1+C2)) exp (-t / t) + Cste.
 u1(t=0+) =½E= -EC2  / (2(C1+C2)) + Cste.
Cste = 
½E +EC2  / (2(C1+C2))
u1(t) = -EC2  / (2(C1+C2)) exp (-t / t) +EC2  / (2(C1+C2))+½E.
u1(t) = EC2  / (2(C1+C2))[1-exp (-t / t)]+½E.
Réponse D.

16. Déterminer la tension u2(t) après la fermeture de K1.
u2(t) = -E t / (2RC2) exp (-t / t) + Cste.
u2(t=0) = -E t / (2RC2) +Cste= 0.
Cste =
E t / (2RC2).
u2(t) = -E t / (2RC2) exp (-t / t) +E t / (2RC2)
u2(t) =E t / (2RC2) [1-exp (-t / t)]
u1(t) = EC1  / (2(C1+C2))[1-exp (-t / t)]
Réponse B.

17. Lorsque le régime permanent est atteint, on ferme K2 tout en laissant K1 fermé à un instant pris comme nouvelle origine des temps. Déterminer à t=0+, l'intensité du courant i2(0+) et déterminer sa valeur lorsque le nouveau régime est établi.
A t(0+), la tension aux bornes de la seconde résistance  est égale à la tension u2 en début de régime permanent  soit :
u2(t=0+)=EC1  / (2(C1+C2)) ;
i2(0+) =EC1  / (2R(C1+C2)) .
Lorsque les condensateurs sont chargés : i1(t oo) =
i2(t oo) =0.
Réponsse A et D

18. On suppose que C1 = C2. Après fermeture de K2, la tension u2(t) évolue selon :
d2u2/dt2 +w0 /Q du2/dt +w02u2=0.
Déterminer Q.
Le circuit est l'association série de deux impédances complexes :
Z1 = R +1/jCw) et 1 /
Z2 = 1 / R +jCw.
Le pont diviseur de tension conduit à : u2 = e Z2 / (Z1+Z2).

Par identification Q = 1 /3.
Réponse A.





  
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