Bilan énergétique complet et entretien des oscillations

Difficile
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Énoncé

Un condensateur de capacité , chargé sous une tension , est relié à l'instant à une bobine d'inductance . On étudie d'abord le circuit idéal, de résistance nulle, puis le circuit réel, de résistance totale . 1) Calculer l'énergie totale du circuit à l'instant initial. 2) En déduire l'intensité maximale atteinte dans le circuit idéal. 3) Établir l'équation différentielle vérifiée par dans le circuit idéal. 4) Calculer la résistance critique et préciser le régime observé avec . 5) On adjoint au circuit un dispositif dit « à résistance négative ». Que fait-il exactement, et crée-t-il de l'énergie ?

Indices

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1 Indice 1
L'énergie initiale vaut $\tfrac{1}{2}C\,U_0^{2}$. Dans le circuit idéal elle se conserve : l'intensité maximale se déduit de $\tfrac{1}{2}L\,I_{\max}^{2}$ égalant ce total.
2 Indice 2
Le dispositif à résistance négative ne crée aucune énergie : il en injecte depuis une source extérieure, exactement de quoi compenser les pertes par effet Joule.

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La méthode — par où commencer

L'énergie initiale vaut . Dans le circuit idéal elle se conserve : l'intensité maximale se déduit de égalant ce total.

Le dispositif à résistance négative ne crée aucune énergie : il en injecte depuis une source extérieure, exactement de quoi compenser les pertes par effet Joule.

La rédaction complète, étape par étape, se trouve juste en dessous.

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