Vendredi 11/10/2024

Cette semaine à nouveau, les colles de Physique seront consacrées aux circuits électriques du 1er ordre en régime transitoire. Bien entendu les connaissances du chapitre précédent restent exigibles (pont diviseurs, associations de résistances) puisqu’elles font partie des « techniques » de base en électrocinétique.

Attention, les quatre dernières questions de cours portent sur l’oscillateur harmonique (non amorti) et sur le système mécanique « masse-ressort », mais ce chapitre ne sera pas évalué en exercices. Après la traditionnelle question de cours dans la liste ci-dessous, on posera donc en exercice l’étude d’un circuit du premier ordre, plus compliqué qu’un simple « RC série » ou « RL série » (qui sont des circuits extrêmement simples considérés comme du cours).

Je vous rappelle cette appli en ligne pour vous entraîner sur l’étude de circuits : détermination de conditions initiales non triviales, et détermination de signaux en régime permanent.

En exercices, les interrogateurs s’attacheront à évaluer plus particulièrement :

  • l’utilisation astucieuse de ponts diviseurs et d’associations de résistances, quand cela est possible, pour éviter les calculs compliqués.
  • la détermination correcte des conditions initiales (même lorsqu’elles sont non triviales), en utilisant les bons arguments physiques (comme on l’a vu : attention à ne pas confondre \left\frac{dy}{dt}\right|_{0^+} avec \frac{d\left(y\left(0^+\right)\right)}{dt}, c’est-à-dire ne pas confondre la valeur en 0^+ de la dérivée, avec la dérivée de la valeur en 0^+,cette dernière valant d’ailleurs toujours zéro).
  • l’aisance à résoudre les équations différentielles linéaires du 1er ordre à coefficients constants.
  • l’aptitude des étudiants à vérifier l’homogénéité de leurs résultats finaux.

  • Utiliser la loi des mailles.
  • Algébriser les grandeurs électriques et utiliser les conventions récepteur et générateur.
  • Citer les ordres de grandeur des intensités et des tensions dans différents domaines d’application.
  • Utiliser les relations entre l’intensité et la tension pour les dipôles R, L, et C.
  • Citer les ordres de grandeurs des composants R, L et C.
  • Exprimer la puissance dissipée par effet Joule dans une résistance.
  • Exprimer l’énergie stockée dans un condensateur ou dans une bobine.
  • Remplacer une association série ou parallèle de deux résistances par une résistance équivalente.
  • Établir et exploiter les relations de diviseurs de tension ou de courant. (Note pour les colleurs : les capacités ou inductances équivalentes à l’association série ou parallèle de condensateurs ou de bobines n’est plus un résultat de cours exigible.)
  • Distinguer, sur un relevé expérimental, régime transitoire et régime permanent au cours de l’évolution d’un système du premier ordre soumis à un échelon.
  • Interpréter et utiliser les continuités de la tension aux bornes d’un condensateur ou de l’intensité dans une bobine.
  • Établir l’équation différentielle du premier ordre vérifiée par une grandeur électrique dans un circuit comportant une ou deux mailles.
  • Déterminer analytiquement la réponse temporelle dans le cas d’un régime libre ou d’un échelon.
  • Déterminer un ordre de grandeur de la durée du régime transitoire.
  • Stockage et dissipation d’énergie : réaliser des bilans énergétiques.