📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
- Relation charge-tension : $q = C \cdot u_C$
- Relation courant-charge : $i = \frac{dq}{dt}$
- Loi d'Ohm : $u_R = R \cdot i$
- Additivité des tensions : $u_C + u_R = E$ (charge) ou $u_C + u_R = 0$ (décharge).
- Équation différentielle : $\tau \frac{du_C}{dt} + u_C = E$ avec $\tau = R \cdot C$.
- Solution : $u_C(t) = E(1 - e^{-t/\tau})$ pour la charge.
- Énergie : $E_e = \frac{1}{2} C u_C^2$.
Méthodes à maîtriser
- Établir l'équation différentielle : Appliquer la loi d'additivité des tensions, remplacer $u_R$ par $R \cdot i$ et $i$ par $C \frac{du_C}{dt}$.
- Déterminer $\tau$ graphiquement : Utiliser la tangente à l'origine ou la valeur $0,63E$.
- Calculer l'énergie : Toujours convertir $C$ en Farads (F) et $u_C$ en Volts (V).
Exemples corrigés
- Calcul de $\tau$ : Si $R=1k\Omega$ et $C=10\mu F$, $\tau = 10^3 \times 10 \times 10^{-6} = 10^{-2} s$.
- Vérification de solution : Dériver $u_C(t) = E(1 - e^{-t/\tau})$, on trouve $\frac{du_C}{dt} = \frac{E}{\tau} e^{-t/\tau}$. En remplaçant dans l'équation, on vérifie l'égalité.
Erreurs fréquentes
- Oublier de convertir les unités (ex: $\mu F$ en $F$).
- Confondre le signe de $i$ lors de la décharge ($i = -dq/dt$).
- Croire que le régime permanent est atteint instantanément.