Quel cours complet sur l'évolution des systèmes électriques ?

Les élèves ont abordé dans le cours de physique de la classe de première quelques propriétés de circuits électriques en courant continu.
Dans cette partie, on s’intéresse à des phénomènes associés à des courants variables, et plus spécifiquement aux éléments qui permettent de contrôler l’évolution temporelle d’un courant électrique : condensateurs et bobines.
Les lois fondamentales utilisées en courant continu (loi des tensions, loi des intensités) seront dans les applications toujours valables pour les valeurs instantanées des tensions et des intensités variables.
Condensateurs et bobines sont caractérisés empiriquement par l’expression de la tension que l’on mesure à leurs bornes.
Dans cette logique, il n’est pas nécessaire d’introduire la notion d’auto-induction, puisque le phénomène d’induction n’est pas au programme.
On indique que la possibilité de produire des signaux électriques modulables dans le temps est à l’origine de nombreuses applications.
Dans chaque cas considéré (circuit RC, RL et LC), ce qui est appelé Résolution analytique dans la colonne des compétences exigibles comprend : l’établissement de l’équation différentielle, la vérification qu’une solution analytique proposée la satisfait, et la détermination des constantes à partir des paramètres du circuit et des conditions initiales.
On rappelle que ces compétences sont des compétences scientifiques transversales. Les savoir-faire expérimentaux concernant l’oscilloscope ne sont exigibles qu’à la fin de l’étude de l’évolution des systèmes électriques, c’est pourquoi ils figurent à la fin de cette partie. Tous les autres réglages, tels la synchronisation ou le décalibrage, ne sont pas exigibles.
1. Cas d’un dipôle RC

1.1 Le condensateur
Description sommaire, symbole.Charges des armatures. Intensité : débit de charges
Algébrisation en convention récepteur i, u, q.
Relation charge-intensité pour un condensateur i = dq/dt, q charge du condensateur en convention récepteur.
Relation charge-tension q = Cu; capacité, son unité le farad (F).

1.2 Dipôle RC
Réponse d’un dipôle RC à un échelon de tension : tension aux bornes du condensateur, intensité du courant ; étude expérimentale et étude théorique (résolution analytique).
Energie emmagasinée dans un condensateur.
Continuité de la tension aux bornes du condensateur.
2. Cas du dipôle RL

2.1 La bobine
Description sommaire d’une bobine, symbole.
Tension aux bornes d’une bobine en convention récepteur :

Inductance : son unité le henry (H).

2.2 Dipôle RL
Réponse en courant d’une bobine à un échelon de tension : étude expérimentale et étude théorique (résolution analytique)
Energie emmagasinée dans une bobine.
Continuité de l’intensité du courant dans un circuit qui contient une bobine.
3. Oscillations libres dans un circuit RLC série

Décharge oscillante d’un condensateur dans une bobine.
Influence de l’amortissement : régimes périodique, pseudo-périodique, apériodique.
Période propre et pseudo-période.
Interprétation énergétique : transfert d’énergie entre le condensateur et la bobine, effet Joule.
Résolution analytique dans le cas d’un amortissement négligeable.
Expression de la période propre

Entretien des oscillations.

taph45                       27/07/2009       Signaler un abus