Le circuit RLC série

Le circuit RLC série et les trois régimes des oscillations libres

Charge un condensateur, puis relie-le à une bobine au lieu d'un simple fil : le courant ne s'établit pas, il oscille. Ici, tout est qualitatif : tu apprends à reconnaître un régime à l'œil, sur une courbe. Si tu confonds maintenant pseudo-périodique et apériodique, tu te tromperas plus tard de formule.

• Orienter un circuit électrique sur un schéma
• Représenter une tension par une flèche en convention récepteur
• Reconnaître le régime périodique des oscillations d'un circuit RLC
• Reconnaître le régime pseudo-périodique des oscillations d'un circuit RLC
• Reconnaître le régime apériodique des oscillations d'un circuit RLC
• Exploiter la courbe de la tension aux bornes du condensateur ou de sa charge dans un circuit RLC

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L'équation différentielle des oscillations libres et la période propre

Le cœur du chapitre : établir l'équation différentielle dans le cas où l'amortissement est négligé, c'est-à-dire dans le circuit LC idéal. Trois lois s'enchaînent sur trois lignes, et la difficulté n'est ni dans le calcul ni dans la solution — elle est de ne pas oublier de citer l'hypothèse qui autorise à effacer le terme résistif.

• Établir l'équation différentielle des oscillations libres d'un circuit RLC
• Déduire l'expression de l'intensité à partir de celle de la charge
• Exploiter l'expression de la période propre d'un circuit RLC
• Connaître la signification des grandeurs de l'expression de la période propre
• Mettre en évidence l'effet de R, de L et de C sur le phénomène d'oscillations

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Énergie et étude expérimentale des oscillations

• Interpréter les oscillations d'un circuit RLC du point de vue énergétique
• Connaître le rôle du dispositif d'entretien des oscillations
• Exploiter un document ou un enregistrement expérimental
• Mesurer la période ou la pseudo-période des oscillations
• Distinguer les parties d'un montage et déterminer la fonction de chacune
• Brancher un oscilloscope pour visualiser des tensions données
• Vérifier l'homogénéité d'une formule
• Déterminer l'unité d'une grandeur physique par l'équation aux dimensions

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Les oscillations forcées, l'excitateur, le résonateur, et l'impédance

Un générateur impose maintenant sa fréquence au circuit RLC : les oscillations sont forcées, et en régime permanent la réponse est sinusoïdale, à la fréquence du générateur. Pour l'établir, tu utilises l'impédance et la construction de Fresnel, jamais un nombre complexe. Et tu parles de la phase d'une grandeur par rapport à l'autre, pas de « différence de phase ».

• Distinguer les oscillations libres des oscillations forcées
• Connaître le rôle de l'excitateur et celui du résonateur
• Exploiter l'expression de l'impédance d'un circuit RLC série
• Résoudre l'équation différentielle des oscillations forcées par la construction de Fresnel

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La résonance d'intensité, la bande passante, le facteur de qualité et la puissance

La résonance : la fréquence pour laquelle l'impédance est minimale et l'intensité maximale. Tu vois la bande passante à −3 dB, le facteur de qualité qui la mesure, la surtension qui peut en résulter, et la puissance consommée, qui n'est que de l'effet Joule.

• Reconnaître le phénomène de résonance d'intensité
• Exploiter l'expression du facteur de qualité
• Connaître la signification des grandeurs du facteur de qualité
• Connaître les facteurs qui influent sur le facteur de qualité
• Déterminer la bande passante à −3 dB
• Reconnaître le phénomène de surtension
• Exploiter l'expression de la puissance moyenne consommée par un circuit RLC
• Savoir que la puissance moyenne d'un circuit RLC série n'est consommée que par effet Joule
• Déterminer le facteur de puissance d'un circuit RLC série

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