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Elec condensateur



  1. #1
    soso1022

    Elec condensateur


    ------

    Bonjour j'aurai besoin d'aide sur cet exercice:

    Bilan énergétique lors de l'association de condensateurs
    On considere deux condensateurs C1 et C2, portant des charges Q1 et Q2. Ils sont isolés l‘un de l'autre et des generateurs ayant servi à leurs charges
    1) Donner l'expression des energies E, et E2 de chacun des condensateurs. (Interrupteur K, ouvert).
    2) On ferme l'interrupteur K. En déduire la valeur des charges portees et la tension U aux bornes des condensateurs.
    3) En déduire les energies E'1 et E'2 de chacun des condensateurs.
    4) Montrer que la variation de l' énergie totale vaut :
    (-1/2(C1+C2))((Q1C2-Q2C1)²/C1C2)

    5) A quelle condition y a-t-il conservation de l'energie ? Que devient l'energie sinon ?


    Voici ce que je trouve:

    1)E1=0.5Q1²/C1
    E2=0.5Q2²/C2 jusqu'ici c'est simple mais après je coince car je n'est pas vu pour 2 condensateurs associées et avec DEUX Q DIFFéRENTS.


    2)....
    et donc comme je coince à la 2 je ne peux pas faire la 3,4 et 5!


    Merci de votre aide.

    -----

  2. Publicité
  3. #2
    obi76
    Modérateur*

    Re : Elec condensateur

    ils aiment bien les pièges tes profs... la question est intéressante (elle a déjà été de nombreuses fois posée), mais sans plus d'indication de la part de ton prof, deux solutions sont possibles.
    Paradoxalement, ce sont les débats stériles qui se reproduisent le plus.

  4. #3
    soso1022

    Re : Elec condensateur

    Justement je n'arrive pas à trouver un exercice du même type malgré que la question a déja été posé sur ce forum. Je trouve uniquement des exemples avec des charges Q identiques.

  5. #4
    LPFR

    Re : Elec condensateur

    Bonjour.
    Quand on met les condensateurs en contact, leurs tensions vont s'équilibrer et celui qui avait la tension la plus élevée, va transférer de la charge à celui qui avait la tension la plus faible. La charge perdue par un condensateur est égale à la charge gagnée par l'autre.

    Et effectivement l'énergie ne se conserve pas. Elle part en chaleur dans la résistance de contact de l'endroit où le circuit est fermé (ici, dans l'interrupteur). Quand on ferme le circuit avec deux fils, on entend (et on voit) un "plach" plus ou moins fort. Ce n'est pas une étincelle, mais la vaporisation des impuretés (couche d'oxyde et de saleté) chauffées au point de contact. Et on voit parfois des étincelles "exploser" du point de contact.
    Au revoir.

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    calculair

    Re : Elec condensateur

    Bonjour

    Nous avons dejà discuter longuement sur ce forum de problèmes semblables.

    La solution de LPFR est exact quand il existe dans le circuit une resistance même trés faible. D'un point de vue theorique, on peut supposer le circuit sans resistance. Je ne sais pas avec approximation on realise des circuits supraconducteurs avec R = 0.

    L'effet joule est nulle et la dicussion pourrait recommencer.

    Je ne sais comment on peut rertouver la discussion, Peut être quel qu'un pourrait mettre soso1022 sur la piste de cette discussion...

    Quant à la question avec les 2 condenqtateur chargés avec des Q differents, LPFR vous a donné la solution...La situation finale, les2 condensateurs ont la même tension aux bornes evidemment, la conservation de la charge permet de faire le calcul ( et non la conservation de l'energie, ce qui n'est pas necessairement intuitif et c'est ce qui a provoqué la longue discussion....)
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  8. #6
    soso1022

    Re : Elec condensateur

    Pourquoi les tensions sont égales au juste?

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  10. #7
    invite03481543

    Re : Elec condensateur

    Bonsoir,

    avant le couplage Q1=C1U1 et Q2=C2U2 apres le couplage Qt=Q1+Q2=Ct.U=(C1+C2).U => U=(Q1+Q2)/(C1+C2)

    La tension commune a la reunion des deux charges est donc le rapport de la somme des deux charges initialement separees par la somme des deux capacites.
    @+
    Dernière modification par HULK28 ; 08/05/2012 à 01h41.

  11. #8
    f6bes

    Re : Elec condensateur

    Citation Envoyé par soso1022 Voir le message
    Pourquoi les tensions sont égales au juste?
    Bj rà toi,
    LFPR te l'a dit:
    Prosaïquement celui est le plus "plein" se "vide" dans celui qui en as le moins , jusqu'à
    l"équilibre des " niveaux".Pas plus compliqué.
    A+
    Ben ça marche!

  12. #9
    stefjm

    Re : Elec condensateur

    Citation Envoyé par calculair Voir le message
    Je ne sais comment on peut rertouver la discussion, Peut être quel qu'un pourrait mettre soso1022 sur la piste de cette discussion...
    @ Calculair : Tu ne retrouves pas tes propres discussions???
    Tu peux faire une recherche sur tes messages. (second bandeau du haut : mes message)
    Sinon la recherche sur le forum : Condensateur, Energie, Charge, StefJM

    http://forums.futura-sciences.com/ph...-physique.html

    http://forums.futura-sciences.com/ph...densateur.html

    Cordialement.
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  13. #10
    stefjm

    Re : Elec condensateur

    Citation Envoyé par soso1022 Voir le message
    Pourquoi les tensions sont égales au juste?
    Parce qu'à l'équilibre, il n'y a plus de courant dans le circuit, donc la tension aux bornes de la résistance est nulle.
    Du coup, la loi de maille donne l'égalité des tensions des condensateurs.
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  14. #11
    soso1022

    Re : Elec condensateur

    Merci!mais maintenant j'ai un peu de mal sur la valeur des charges portés que je nomme Q'1 et Q'2:

    J'utilise la conservation des charges: Q'1+Q'2=Q1+Q2

    De plus Q'1/C1=Q'2/C2=U car les tensions aux bornes des condo sont les mêmes.

    On a donc Q'1=(C1/C2)*Q'2

    Et sachant que (Q1+Q2)/(C1+C2)=U on a au final: Q'1=((C1+C2)U/(1+C2/C1))=C1*U

    et Q'2=((C1+C2)U/(1+C1/C2))=C2*U


    Mais on ne demande qu'après la valeur de U, donc comment trouver les charges portées sans utilisé U?je ne vois pas vraiment...
    Dernière modification par soso1022 ; 08/05/2012 à 15h57.

  15. #12
    LPFR

    Re : Elec condensateur

    Bonjour.
    Au lieu de créer des nouvelles variables à gogo. Utilisez le moins possible.
    Ici vous n'avez que deux: ΔQ et U la valeur te tension finale.
    Dans un condensateur, de combien change la tension quand la charge change de ΔQ ?
    Écrivez donc que la nouvelle tension U dans chaque condensateur est égale à la tension d'origine plus (avec le bon signe) le changement de tension dû à l'apport/diminution de charge ΔQ.
    Au revoir.

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  17. #13
    soso1022

    Re : Elec condensateur

    Je ne comprends pas trop ce que représente le ΔQ ,il ne faut pas oublier que je viens de commencer l'electrostatique

  18. #14
    LPFR

    Re : Elec condensateur

    Re.
    Et en relisant mon premier message ?
    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    ...
    Quand on met les condensateurs en contact, leurs tensions vont s'équilibrer et celui qui avait la tension la plus élevée, va transférer de la charge à celui qui avait la tension la plus faible. La charge perdue par un condensateur est égale à la charge gagnée par l'autre.
    ...
    A+

  19. #15
    soso1022

    Re : Elec condensateur

    Aaaa oui dacor,j'ai mal lu la question en faite,la valeur de la charge porté est donc la valeur de la charge qui est déplacé du condensateur le plus chargé au moins chargé, c'est bien ça?donc ce qui j'ai écrit :

    Citation Envoyé par soso1022 Voir le message
    (Q1+Q2)/(C1+C2)=U on a au final: Q'1=((C1+C2)U/(1+C2/C1))=C1*U

    et Q'2=((C1+C2)U/(1+C1/C2))=C2*U
    Ceci ne sert donc a rien?

  20. #16
    soso1022

    Re : Elec condensateur

    Non en faite sa sert,je me suis juste compliquer la tâche,donc au finale la valeur des charges portées est donc :

    ΔQ= U*(C1-C2) ou ΔQ= U*(C2-C1) ??
    Dernière modification par soso1022 ; 08/05/2012 à 18h46.

  21. #17
    LPFR

    Re : Elec condensateur

    Re.
    Ça ne sert à rien puisque c'est faux.
    A+

  22. #18
    soso1022

    Re : Elec condensateur

    ΔQ= U*(C1-C2) ou ΔQ= U*(C2-C1) ?? ceci est faux aussi?

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  24. #19
    soso1022

    Re : Elec condensateur

    Δ Q= U*(C1-C2) ou ΔQ= U*(C2-C1) ?? ceci est faux aussi?

    la nouvelle tension U dans chaque condensateur est égale à la tension d'origine plus (avec le bon signe) le changement de tension dû à l'apport/diminution de charge ΔQ:

    On a donc U= Q1/C1 + ....

    IL me manque quelque chose et je ne comprends vraiment pas, je mélange un peu tout.

  25. #20
    LPFR

    Re : Elec condensateur

    Re.
    Dans les post #12 je vous ai dit ce qu'il faut faire.
    Faites-le.
    A+

  26. #21
    soso1022

    Re : Elec condensateur

    Dacor mais voici ce qui me gêne:
    U= U1 + ΔQ/C1
    U=U2 + ΔQ/C2

    est-ce bien cela?
    Dernière modification par soso1022 ; 08/05/2012 à 19h52.

  27. #22
    soso1022

    Re : Elec condensateur

    J'ajoute quelque chose mais je ne sais pas si cela est bon...
    Alors, conservation de la charge donc : Q'1=Q1+ ΔQ et Q'2=Q2 + ΔQ
    On sait que Q'1/C1=U=(Q1+Q2)/(C1+C2) donc Q'1=[(Q1+Q2)/(C1+C2)]*C1

    et Q'2=[(Q1+Q2)/(C1+C2)]*C2

    on en déduit ΔQ=[(Q1+Q2)/(C1+C2)]*C1-Q1=(Q2C1-Q1C2)/(C1+C2)

    et qui est aussi égale à ΔQ=[(Q1+Q2)/(C1+C2)]*C2-Q2=(Q1C2-Q2C1)/(C1+C2)

    Mais ce qui me pose problème c'est que je trouve ΔQ=-ΔQ, ceci est normal ou pas?ou alors je me suis trompé lors de
    la conservation de la charge.

  28. #23
    LPFR

    Re : Elec condensateur

    Citation Envoyé par soso1022 Voir le message
    Dacor mais voici ce qui me gêne:
    U= U1 + ΔQ/C1
    U=U2 - ΔQ/C2

    est-ce bien cela?
    Re
    Non. Un de condensateurs gagne ΔQ et l'autre le perd.
    Corrigez et déduisez ΔQ.
    Puis vous pourrez calculer le reste.
    A+

  29. #24
    soso1022

    Re : Elec condensateur

    Dacor j'ai posté la réponse juste avant et je comprends mieux mon erreur.Il fallait imposer nous même lequel des 2 condensateurs perdait ΔQ.Donc mon post#22 est correct?

  30. Publicité
  31. #25
    LPFR

    Re : Elec condensateur

    Citation Envoyé par soso1022 Voir le message
    Dacor j'ai posté la réponse juste avant et je comprends mieux mon erreur.Il fallait imposer nous même lequel des 2 condensateurs perdait ΔQ.Donc mon post#22 est correct?
    Re.
    Non:
    Q'1=Q1+ ΔQ et Q'2=Q2 + ΔQ est faux.
    Un des deux ΔQ doit être soustrait et non ajouté.
    A+

  32. #26
    soso1022

    Re : Elec condensateur

    Dacor,pour les autres questions sa ira lol. Un grand merci à vous touts pour votre aide.

    Bonne soirée

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