Charge du condensateur : circuit RC
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À retenir
• Charge : RC\,u' + u = E, = RC (en secondes). • Condensateur vide au départ : u(t) = E(1 - e^-t/). • u(0) = 0, u E ; à t = , environ 63\ \% de E.
Le cours
Équation de charge RC\,u' + u = E Un condensateur de capacité C, en série avec une résistance R, est soumis à une tension constante E à partir de t = 0. La loi des mailles donne E = Ri + u et l'intensité vaut i = C\,u', d'où RC\,u' + u = E, soit u' = -1/RCu + E/RC. Pour un condensateur initialement déchargé (u(0) = 0), avec la constante de temps = RC : u(t) = E(1 - e^-t/) Lecture physique À t = 0, u = 0 (condensateur vide) ; quand t +, u E (condensateur chargé : il ne laisse plus passer de courant, comme un interrupteur ouvert). À t = , la tension atteint environ 63\ \% de E, car 1 - e^-1 0,632. Unités et ordres de grandeur Avec R en ohms () et C en farads (F), = RC est en secondes. Convertissez d'abord : 1\ k = 10^3\ et 1\ F = 10^-6\ F. Exemple : R = 2,2\ k et C = 470\ F donnent 1,03\ s.
Dans ce chapitre
- Dérivée des fonctions e^kt
- Équations du premier degré
- Lecture graphique des courbes
- Équation y' = ay : solutions exponentielles
- Résolution de y' = ay + b
- Condition initiale : déterminer la constante C
- Charge du condensateur : circuit RC
- Établissement du courant : circuit RL
- Refroidissement et thermique de Newton
- Du transitoire au permanent : constante de temps
- Contrôle par dérivation : vérifier une solution
- Équation différentielle linéaire de premier ordre : forme générale et domaine d'existence
- Interprétation géométrique des équations différentielles : champ de directions et courbes intégrales
- Bilan 1 : Résolution et condition initiale
- Bilan 2 : Modélisations RC, RL et thermiques