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Question de cours et exercices : Régimes transitoires d'ordre 2

• Bobine et condensateur : relation entre u et i, puissance, énergie
• Continuité des courants/tensions : obtention des conditions initiales (courants/tensions ou dérivées)
• Établissement de l'équation différentielle d'un circuit
• Forme canonique des équations différentielles, résolution, tracés
• Valeurs particulières des solutions des équations sans second membre
• Prévision du régime permanent constant par schéma équivalent
• Interprétation énergétique du facteur de qualité (cas Q grand)
• Évolution du temps de réponse en fonction du facteur de qualité

Questions de cours

1. Établir la dimension des grandeurs caractéristiques classiques : temps caractéristique d'un circuit RC, d'un circuit RL, pulsation propre d'un circuit RLC série, facteur de qualité d'un circuit RLC série. Les expressions ne sont pas à démontrer mais doivent être connues.
2. Dans un circuit contenant des condensateurs et/ou des bobines, comment peut-on prévoir les valeurs des tensions et courants en régime permanent constant? Proposer un exemple d'ordre 2 à deux mailles au moins.
3. Dans un circuit (R,L,C) série, établir l'équation différentielle régissant l'évolution d'une des tension (au choix du colleur). La mettre sous forme canonique. Expliquer succinctement sa résolution.
4. Qu’appelle-t-on équation caractéristique ? D’où vient-elle et comment s’en sert-on ?
5. Quels sont les trois différents régimes possibles pour un système du deuxième ordre (nom et allure) ? Quelle sont les valeurs de Q correspondantes ?
6. À partir de la forme canonique de l’équation différentielle d’ordre 2, retrouver l’expression du régime pseudo-périodique. Représenter graphiquement le signal en faisant apparaître le temps caractéristique et la pseudo-période.
7. Montrer que, dans les cas d'un circuit RLC série où Q est grand, Q peut s’écrire en fonction de la diminution relative d’énergie du système. On partira de l'expression de la tension aux bornes du condensateur, donnée si besoin par le colleur.
8. À partir des expressions des solutions de l'équation sans second membre, déterminer l'évolution du temps de réponse d'un système d'ordre 2 en fonction du facteur de qualité. Commenter les valeurs remarquables.

La colle du groupe 7 initialement prévu le 25 novembre avec Mme Viegnes est avancée au lundi 17 novembre à 14h40 en salle 115 (vous irez en TD de SI à 15h40).

Les colles des groupes 3 et 11 initialement prévues le 24 novembre avec M. Burgatt sont décalées au vendredi 28 novembre (16h40 pour le groupe 3, 17h40 pour le groupe 11) en salle 33.

La colle du groupe 5 prévue le mardi 18 novembre avec Mme Thorey est avancée au lundi 17 novembre à 16h40 en salle C4.

La colle du groupe 1 prévue le jeudi 20 novembre avec M. Ravat est avancée au lundi 17 novembre à 15h40 en salle 21.

Les colles du 11 novembre sont déplacées :

• En Physique, le groupe 2 collera avec M. Moreau le mercredi 12 novembre à 17h40 en P1.
• En Physique, le groupe 4 collera avec Mme Thorey le lundi 10 novembre à 16h40 en P3.
• En Anglais, le groupe 5 collera avec Mme Viegnes le lundi 17 novembre à 15h40 en salle 115.
• En Chimie, le groupe 6 collera avec M. Bonvin le mardi 18 novembre à 18h en C4.

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Question de cours et exercices : Régimes transitoires d'ordre 1

• Condensateurs et bobines : relation entre u et i, puissance, énergie
• Continuité des courants/tensions
• Associations en série, en parallèle, de bobines/condensateurs
• Établissement de l'équation différentielle d'un circuit
• Forme canonique de l'équation différentielle d'ordre 1, résolution
• Valeurs particulières des solutions des équations sans second membre
• Prévision du régime permanent constant
• Aspects énergétiques

Questions de cours

1. Donner la loi qui relie u et i pour une bobine et pour un condensateur, avec deux schémas. En déduire l'énergie emmagasinée dans chaque cas.
2. Quelles grandeurs électriques sont continues pour les bobines et les condensateurs? Le démontrer.
3. Établir la valeur équivalente de deux bobines/condensateurs en série/parallèle (au choix du colleur).
4. Dans un circuit (R,C) série, établir l'équation différentielle régissant l'évolution de la tension aux bornes du condensateur et la résoudre pour un condensateur initialement chargé à la tension U₀.
5. Dans un circuit (R,C) série, établir l'équation différentielle régissant l'évolution de la tension aux bornes du condensateur et la résoudre pour un condensateur initialement déchargé. Réaliser alors un bilan de puissance.
6. Dans un circuit (R,L) série, établir l'équation différentielle régissant l'évolution du courant dans le circuit et la résoudre pour une bobine traversée par un courant initialement égal à $I_0$.
7. Établir la dimension du temps caractéristique d'un circuit (R,C) série ou d'un circuit (R,L) série.
8. Dans un circuit contenant des condensateurs, comment peut-on prévoir les valeurs des tensions et courants en régime permanent constant? Appliquer cela sur un exemple de circuit à deux mailles au moins.

Question de cours et exercices : Dipôles et réseaux électriques

• Intensité, Potentiel, Tension, ARQS, Lois de Kirchhoff
• Puissance et conventions d'orientation
• Résistance, loi d'Ohm, associations série-parallèle
• Générateurs : modèle de Thévenin, simplification, valeurs caractéristiques
• Associations série, parallèle
• Diviseurs de tension/courant, lois des nœuds en termes de potentiels, théorème de superposition

Question de cours et exercices : Régimes transitoires d'ordre 1

• Condensateurs et bobines : relation entre u et i, puissance, énergie
• Continuité des courants/tensions
• Associations en série, en parallèle, de bobines/condensateurs
• Établissement de l'équation différentielle d'un circuit
• Forme canonique de l'équation différentielle d'ordre 1, résolution
• Valeurs particulières des solutions des équations sans second membre
• Prévision du régime permanent constant

Questions de cours

1. Établir le modèle de Thévenin d'un générateur composé d'une source de tension et de deux ou trois résistances.
2. Déterminer les formules des deux ponts diviseurs.
3. Donner la loi qui relie u et i pour une bobine et pour un condensateur, avec deux schémas. En déduire l'énergie emmagasinée dans chaque cas.
4. Quelles grandeurs électriques sont continues pour les bobines et les condensateurs? Le démontrer.
5. Établir la valeur équivalente de deux bobines/condensateurs en série/parallèle (au choix du colleur).
6. Dans un circuit (R,C) série, établir l'équation différentielle régissant l'évolution de la tension aux bornes du condensateur et la résoudre pour un condensateur initialement chargé à la tension U₀.
7. Dans un circuit (R,C) série, établir l'équation différentielle régissant l'évolution de la tension aux bornes du condensateur et la résoudre pour un condensateur initialement déchargé.
8. Dans un circuit (R,L) série, établir l'équation différentielle régissant l'évolution du courant dans le circuit et la résoudre pour une bobine traversée par un courant initialement égal à $I_0$.
9. Établir la dimension du temps caractéristique d'un circuit (R,C) série ou d'un circuit (R,L) série.
10. Dans un circuit contenant des condensateurs ou des bobines, comment peut-on prévoir les valeurs des tensions et courants en régime permanent constant? Appliquer cela sur un exemple de circuit à deux mailles au moins.

Les caractéristiques statiques seront vues dans la semaine et ne sont pas au programme, de même que les considérations énergétiques des circuits d'ordre 1. 

Un devoir surveillé sur le sujet a lieu samedi matin.

Depuis quelques années, les étudiants de CPGE, avec le soutien de leurs enseignants, sollicitent la direction pour pouvoir utiliser les locaux du lycée après 19h00 pour un travail en autonomie. Jusqu'alors, nous n'avons pas pu répondre favorablement à cette demande pour des raisons de sécurité et de fermeture de l’établissement. Depuis quelque temps, en raison de la mise à disposition des gymnases à des associations, un agent de sécurité incendie est présent chaque soir de la semaine.

Je vous propose donc de pouvoir travailler au lycée en autonomie les soirs de la semaine jusqu'à 22h00,à compter du retour des congés d'octobre le 3 novembre 2025. Cette opportunité qui vous est offerte est conditionnée au respect de la charte que chacun d'entre vous devra accepter en signant la liste d'émargement prévue à cet effet. Je reste à la disposition de vos représentants pour tout échange à ce sujet.

Bien cordialement

Le proviseur