1.1. uR+uC=E (loi d'additivité des tensions)
uR=R⋅i=R⋅(C⋅dtduC)
⇒R⋅C⋅dtduC+uC=E : Équation différentielle vérifiée par uC
1.2.1. La courbe correspondante à uC(t) est la courbe (1) car le condensateur est initialement déchargé (uC(0)=0)
1.2.2. a. La tangente à la courbe (1) à to=0 rencontre l'asymptote uC=E au point d'abscisse t=τ=5 ms.
b. uR(0)+uC(0)=E⇒uR(0)=E−uC(0)=E ( car C(0)=0)
Sur la courbe (2), on lit E=uR(0)=2×5=10 V
1.2.3. τ=R⋅C⇒C=Rτ=1005⋅10−3=5⋅10−5 F
1.2.4. uR(0)=R⋅i(0)=E⇒Imax=i(0)=RE=10010=0,1 A
1.2.5. uC(t)=E⋅(1−eτ−t)=10⋅(1−e5⋅10−3−t)=10⋅(1−e−200t)
⇒dtduC=2000⋅e−200t
i=C⋅dtduC=5⋅10−5×2000⋅e−200t=0,1⋅e−200t :
la lettre correspondante à la proposition vraie est A.
1.2.5. Pour charger plus rapidement ce condensateur, il faut diminuer la valeur de τ=R⋅C c'est-à-dire la valeur de R qui est réglable.
2.1. Régime pseudo périodique.
2.2. T=To=2πL⋅C⇒L=4π2⋅CT2=4×10×5⋅10−5(20⋅10−3)2=0,2H
2.3.1. {Eeo=21C⋅uC2(to)=21×5⋅10−5×102=2,5⋅10−3 JEel=21C⋅uC2(t1)=21×5⋅10−5×52=6,25⋅10−4 J
2.3.2. {uC2(to=0)=10 V et i(to)=0⇒Etotale (to)=Ee(to)+Em(to)=EeouC2(t1=T)=10 V et i(t1)=0⇒Etotale (t1)=Ee(t1)+Em(t1)=Eel
Donc ΔEe=Eel−Eeo=6,25⋅10−4−2,5⋅10−3=−1,875⋅10−3 J
Il y a dissipation d'énergie par effet joule à cause de la résistance r de la bobine.