Dipole RC, Concours Avenir 2022.

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Exercice n°3 :
La tour Eiffel est aussi un émetteur d’ondes, notamment pour la télévision, la radio et les réseaux mobiles.
Un circuit RC est un circuit qui permet de filtrer certaines fréquences d’un signal. C’est un système très utilisé en électronique.
On étudie dans cet exercice le circuit suivant :

Données : - Tension : E=10 𝑉
- Résistance : R=1 kW
- Constante de temps du circuit : t
A t = 0 s, l’interrupteur K est en position 1. Il bascule en position 2 à t = t1 et revient en position 1 à t2.
Le système d’acquisition mesure certaines tensions du circuit en fonction du temps. On obtient alors les graphiques suivants :

15. L’acquisition permet de visualiser les tensions :
A. sur la voie 1 (v1) : UC(t) ; sur la voie 2 (v2) : i(t)
B. sur la voie 1 (v1) : UR(t) ; sur la voie 2 (v2) : UC(t)
C. sur la voie 1 (v1) : UC(t) ; sur la voie 2 (v2) : U(t) vrai
D. sur la voie 1 (v1) : U(t) ; sur la voie 2 (v2) : UC(t).

16. L‘équation différentielle caractérisant l’évolution de la tension aux bornes du condensateur lorsque l’interrupteur est en position 1 est :
A. RC dUC(t) / dt + UC(t) = 0
B. RC dUC(t) / dt + UC(t) = E vrai additivité des tensions.
C.  dUC(t) / dt + UC(t) / (RC) = 0
D.  dUC(t) / dt + UC(t) / RC= E ( non homogène, il faut écrite E / (RC)) .

17. Selon une lecture graphique, la constante de temps caractéristique du circuit est d’environ :
A.t=10 ms
B. t=20 ms vrai
C. t=80 ms
D. t=125 ms

18. De t=0 à t1, l’évolution de la tension UC(t) s’écrit :
A. UC(t) = 10 (1-exp(-t / t)). vrai à t = 0: UC(0) = 0 et au bout d'un temps assez long UC(t) = 10 V.
B. UC(t) = 10 exp(-t / t).
C.UC(t) = 10 (1+exp(-t / t)).
D. UC(t) = 10 -exp(-t / t).

19. De t1 à t2, l’évolution de la tension UC(t) s’écrit :
A. UC(t) = 10 (1-exp((t-t1) / t)).
B. UC(t) = 10 exp(
(t-t1) / t). Vrai à t1-t= 0 : UC=10 et au bout d'un temps assez long UC(t) = 0 V.
C.UC(t) = 10 (1+exp(
(t-t1) / t)).
D. UC(t) = 10 -exp(
(t-t1) / t).

20. L’énergie dissipée par la résistance pendant une durée Dt suffisamment petite pour pouvoir considérer UR constante est :
A. RI2
B. UR I ( il s'agit d'une puissance )
C. UR2 / R Dt. Vrai.
D.
UR I Dt.
Energie dissipée par effet Joule UR I Dt avec I = UR / R.

21. Le champ électrostatique régnant entre les plaques d’un condensateur plan chargé est :
A. parallèle aux plaques
B. perpendiculaire aux plaques vrai
C. nul
D. indépendant de la distance entre les plaques.



  
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