📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
Dans un circuit RLC série soumis à une tension sinusoïdale $u(t) = U_m \cos(2\pi Nt + \varphi_u)$, le régime permanent est sinusoïdal de même fréquence $N$ que la tension imposée.
- Loi d'additivité : $u(t) = u_R(t) + u_L(t) + u_C(t)$.
- Impédance du circuit : $Z = \frac{U}{I} = \sqrt{R^2 + (L\omega - \frac{1}{C\omega})^2}$ avec $\omega = 2\pi N$.
- Déphasage : $\tan \varphi = \tan(\varphi_u - \varphi_i) = \frac{L\omega - \frac{1}{C\omega}}{R}$.
- Résonance d'intensité : Elle a lieu quand $Z$ est minimale, soit $Z = R$. Cela se produit pour $L\omega_0 - \frac{1}{C\omega_0} = 0$, donc $\omega_0 = \frac{1}{\sqrt{LC}}$. À la résonance, $I_{max} = \frac{U}{R}$ et $\varphi = 0$ (le circuit est purement résistif).
Méthodes à maîtriser
- Construction de Fresnel : Tracer les vecteurs de Fresnel pour déterminer $U_m$ ou le déphasage $\varphi$.
- Calcul de l'impédance : Savoir manipuler la formule $Z$ pour trouver $L$ ou $C$ à partir de mesures expérimentales.
- Exploitation des courbes : Identifier la fréquence de résonance $N_0$ sur une courbe $I = f(N)$.
Exemples corrigés
Exemple : Un circuit avec $R=50,\Omega$, $L=0,2,H$, $C=10,\mu F$ sous $u(t) = 10\sqrt{2}\cos(100\pi t)$.
- $\omega = 100\pi \approx 314,rad/s$.
- $Z = \sqrt{50^2 + (0,2 \cdot 314 - \frac{1}{10^{-5} \cdot 314})^2} \approx 255,\Omega$.
- $I = \frac{U}{Z} = \frac{10}{255} \approx 0,039,A$.
Erreurs fréquentes
- Confondre la pulsation propre $\omega_0$ (oscillations libres) et la pulsation imposée $\omega$.
- Oublier de convertir les unités (mH en H, $\mu F$ en F).
- Utiliser les valeurs crêtes dans la formule $Z = U/I$ au lieu des valeurs efficaces (ou inversement).