Aurélie 14/05/07
 

concours Esiee dipole RC ; dipole RL. 2007


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Symboles : C coulomb ; V volt ; eV électronvolt ; m mètre ; kg kiloramme ; s seconde ; mol mole.

A- L'unité eV est homogène à C V. Vrai.

Une énergie peut s'exprimer en eV.

énergie (J) = tension (V) * intensité (A) * temps (s) =tension (V) *quantité d'électricité (C)

B- L'unité mol est homogène à kg . Faux.

quantité de matière (mol) = masse (g) / masse molaire (g/mol)

C- Une énergie s'exprime en kg m2 s-2. Vrai.

énergie, travail d'une force (J) = force (N) * longueur (m)

or force (N) = masse (kg) * accélération (m s-2)

D- Un défaut de masse s'exprime en mol. Faux.

en kg ou en u.

E- Une TEP tonne équivalent pétrole est une unité d'énergie . Faux.

Masse d'un combustible produisant autant d'énergie qu'une tonne de pétrole


Le condensateur est initialement déchargé. Le générateur délivre une tension E0. Les résistances R1 et R2 sont différentes.

De t=0 à T K1 est fermé et K2 est ouvert. T est suffisamment long pour charger complètement le condensateur.

A- L'intensité initiale du courant est nulle. Faux.

additivité des tensions à la date t=0 :

E0 = R1 i(0) + uC (0) ; or uC(0) = 0 d'où i(0) = E0/R1.

B- La tension finale aux bornes du condensateur est nulle. Faux.

La tension finale aux bornes du condensateur vaut E0.

A partir de t=T, K1 est ouvert et K2 est fermé.

C- L'intensité initiale lors de la décharge est nulle. Faux.

Le courant change de sens.

additivité des tensions à la date t=T+ :

0= R2i(T+) + uC (T+) ; or uC(T+) = E0 d'où i(T+) = -E0/R2.

D- La tension uC à la date t =T+ vaut -E0. Faux.

Continuité de la tension aux bornes du condensateur uC(T+) =uC(T-) = E0

E- La constante de temps du circuit entre [0 ; T) est la même qu'à t >T . Faux.

t1 = R1C et t2 = R2C avec R1différent de R2.


Le condensateur est initialement déchargé. Le générateur délivre une tension E0 = 4 V. C= 10 mF ; R1 =10 W et R2 =20 W.
De t=0 à T =1 ms K1 est fermé et K2 est ouvert. T est suffisamment long pour charger complètement le condensateur.

A- Lénergie accumulée dans le condensateur à t=T vaut 8 10-5 J. Vrai.

Le condensateur est chargé ; la tension à ses bornes vaut E0=4 V.

½CE02 = 0,5*10-5*16 = 8 10-5 J

B- L'énergie dissipée par effet joule de t=0 à T à travers R1 vaut 8 10-5 J. Vrai.

Energie dissipée par effet Joule dans R1 pendant la durée dt : dW =R1i2dt

avec i = E0/R1 exp(-t/t) ; t = R1C = 10-4 s ; T= 10t.

dW= R1(E0/R1)2exp(-2t/t)dt

intégrer entre 0 et 10t : E02/R1 (-½ t )[exp(-2t/t)]010t =E02/R1t ) = 16/10 * 5 10-5 = 8 10-5 J

C-L'énergie fournie par le générateur de t=0 à t=T vaut 8 10-5 J. Faux.

L'énergie fournie par le générateur est égale à la somme de l'énergie stockée par le condensateur et de l'énergie dissipée par effet joule.

soit 16 10-5 J.

A partir de t=T, K1 est ouvert et K2 est fermé.

D- L'énergie accumulée par le condensateur à t=T vaut 16 10-5 J. Faux.

8 10-5 J

E- L'énergie dissipée par effet joule à travers R2 vaut 16 10-5 J. Faux.

Elle est égale à l'énergie stockée initialement par le condensateur soit 8 10-5 J.


Le générateur délivre une tension constante E0 et la bobine est parfaite.

Les résistances R1 et R2 sont différentes.

De t=0 à T K1 est fermé et K2 est ouvert. T est suffisamment long pour "charger" complètement la bobine.

A- L'intensité initiale est nulle. Vrai.

La bobine s'oppose à l'établissement du courant à la fermeture de K1.

B- La tenion finale aux bornes de la bobine est nulle. Vrai.

uL= Ldi/dt ; uL(T) = L[di/dt ]T ;

en régime permanent [di/dt ]T =0.

A partir de t=T, K1 est ouvert et K2 est fermé.

C- L'intensité à la date t = T+est nulle. Faux.

A t =T+ , I(T)=I(T+)= E0/R1.

Continuité de l'intensité.

D- La tension aux bornes de la bobine est nulle à la date t=T+. Faux.

Discontinuité de la tension aux bornes de la bobine :

uL(T+) + R2I(T+) = 0 ; uL(T+) =- R2I(T+) = - R2E0/R1.

E-La constante de temps du circuit entre [0 ; T) est la même qu'à t >T . Faux.

t1 = L/R1 et t2 = L/R2 avec R1différent de R2.


 

Le générateur délivre une tension constante E0 =4 V et la bobine est parfaite.

L= 10 mH ; R1 =10 W ; R2 =20 W.

De t=0 à T=10 ms K1 est fermé et K2 est ouvert. T est suffisamment long pour "charger" complètement la bobine.

 A- L'énergie accumulée par la bobine à t=T- est 8 10-4 J. Vrai.

Le régime permanent est établi et I = E0/R1 = 4/10 = 0,4 A

½LI2 = 0,5*0,01*0,42 = 8 10-4 J

B- L'énergie dissipée dans R1 de t=0 à T vaut 8 10-4 J. Faux.

Energie dissipée par effet Joule dans R1 pendant la durée dt : dW =R1i2dt

avec i = E0/R1(1- exp(-t/t)) ; t = L/R1 = 10-3 s ; T= 10t.

dW= R1(E0/R1)2(1- exp(-t/t))2dt = R1(E0/R1)2[dt + exp(-2t/t)dt -2exp(-t/t)dt]

intégrer entre 0 et 10t : E02/R1 [t + (-½ t ) exp(-2t/t)+ 2t exp(-t/t)]010t =E02/R1 [10 tt -2 t]010 t.

E02/R1 (8,5 t ) = 16/10 * 8,5 10-3 = 136 10-4 J.

C- L'énergie fournie par le générateur de t=0 à T vaut 16 10-4 J. Faux.

Energie fournie par le générateur pendant la durée dt : dW =E0idt avec i = E0/R1(1- exp(-t/t))

dW = E02/R1(1- exp(-t/t))dt

intégrer entre 0 et 10t : E02/R1 [t +t exp(-t/t)]010 t = E02/R1 (10 t-t ) = E02/R1 (9t )= 16/10*9 10-3 = 144 10-4 J.

A partir de t=T, K1 est ouvert et K2 est fermé.

D-L'énergie accumulée par la bobine à t = T+ est 2 10-4 J. Faux.

L'énergie stockée à la date t=T est identique à l'énergie stockée à la date t=T+.

E-L'énergie dissipée par effet joule à travers R2 vaut 2 10-4 J. Faux.

Elle est égale à l'énergie stockée à t=T+ par la bobine soit 8 10-4 J.

 

 


 

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