Circuit RLC Série en Régime Alternatif

Circuit RLC Série en Régime Alternatif

Comprendre le Circuit RLC Série en Régime Alternatif

Vous avez un circuit RLC série connecté à une source de tension alternative (AC) de fréquence f = 50 Hz. Le circuit comprend une résistance (R), un condensateur (C) et une inductance (L).

La résistance a une valeur de \(100\, \Omega\), le condensateur a une capacité de \(200\, \mu\text{F}\), et l’inductance est de \(0.5\, \text{H}\).

Circuit RLC Série en Régime Alternatif

Questions:

1. Calculer la réactance capacitive (\(X_C\)) et la réactance inductive (\(X_L\)).
2. Déterminer l’impédance totale (\(Z\)) du circuit.
3. Calculer le courant total (\(I\)) dans le circuit si la tension appliquée est de \(220\, \text{V}\) (RMS).
4. Trouver l’angle de phase (\(\phi\)) entre la tension et le courant.
5. Calculer les tensions aux bornes de chaque composant (résistance, condensateur, inductance).

Données:

  • \(R = 100\, \Omega\)
  • \(C = 200\, \mu\text{F} = 200 \times 10^{-6}\, \text{F}\)
  • \(L = 0.5\, \text{H}\)
  • \(f = 50\, \text{Hz}\)
  • Tension source: \(V = 220\, \text{V}\)

Correction : Circuit RLC Série en Régime Alternatif

1. Calcul de la Réactance Capacitive (\(X_C\)) et Inductive (\(X_L\))

  • Réactance Capacitive (\(X_C\))

\[X_C = \frac{1}{2\pi fC}\]

En substituant les valeurs données :

\[X_C = \frac{1}{2\pi \times 50 \times 200 \times 10^{-6}} \] \[X_C = 15.92 \, \Omega\]

  • Réactance Inductive (\(X_L\))

\[X_L = 2\pi fL\]

En substituant les valeurs données :

\[X_L = 2\pi \times 50 \times 0.5 \] \[X_L = 157.08 \, \Omega\]

2. Calcul de l’Impédance Totale (\(Z\))

\[Z = \sqrt{R^2 + (X_L – X_C)^2}\]

En substituant les valeurs calculées :

\[ = \sqrt{100^2 + (157.08 – 15.92)^2} \] \[Z = 173.00 \, \Omega\]

3. Calcul du Courant Total (\(I\))

\[I = \frac{V}{Z}\]

En substituant les valeurs de \(V\) et \(Z\) :

\[I = \frac{220}{173.00} = 1.27 \, A\]

4. Calcul du Phase Angle (\(\phi\))

\[\tan(\phi) = \frac{X_L – X_C}{R}\]

En substituant les valeurs :

\[\phi = \arctan\left(\frac{157.08 – 15.92}{100}\right) \] \[\phi = 54.69^\circ\]

5. Calcul des Tensions aux Bornes de Chaque Composant

  • Tension sur la Résistance (\(V_R\))

\[V_R = I \times R \] \[V_R = 1.27 \times 100 = 127.17 \, V\]

  • Tension sur le Condensateur (\(V_C\))

\[V_C = I \times X_C \] \[V_C = 1.27 \times 15.92 = 20.24 \, V\]

  • Tension sur l’Inductance (\(V_L\))

\[V_L = I \times X_L \] \[V_L = 1.27 \times 157.08 = 199.76 \, V\]

Conclusion

Les calculs effectués nous permettent de comprendre l’impact de chaque composant (résistance, condensateur, inductance) sur le comportement global d’un circuit RLC série alimenté par une source AC.

Nous avons déterminé la réactance de chaque composant, calculé l’impédance totale du circuit, trouvé le courant circulant dans le circuit, établi le déphasage entre la tension et le courant, et calculé la tension aux bornes de chaque composant.

Ces informations sont essentielles pour l’analyse et la conception de circuits en électrotechnique.

Circuit RLC Série en Régime Alternatif

D’autres exercices d’electrotechnique:

0 commentaires

Soumettre un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Calcul de la Vitesse de Rotation de l’Alternateur

Calcul de la Vitesse de Rotation de l'Alternateur Comprendre le Calcul de la Vitesse de Rotation de l'Alternateur Dans une centrale électrique, un alternateur est utilisé pour convertir l'énergie mécanique en énergie électrique. La vitesse de rotation de l'alternateur...

Calcul du rendement d’un alternateur

Calcul du rendement d'un alternateur Comprendre le Calcul du rendement d'un alternateur Un ingénieur en électrotechnique travaille sur la conception d'un alternateur pour une petite centrale hydroélectrique. L'alternateur doit être capable de convertir l'énergie...

Calcul de la Résistance Équivalente Totale

Calcul de la Résistance Équivalente Totale Comprendre le Calcul de la Résistance Équivalente Totale Dans un projet de conception d'un circuit pour un petit dispositif de surveillance, un ingénieur électrique doit déterminer la résistance équivalente totale d'un...

Comportement Temporel du Courant

Comportement Temporel du Courant Comprendre le Comportement Temporel du Courant Dans un circuit électrique industriel, un moteur triphasé est alimenté par une source de courant alternatif (AC). La source génère une tension triphasée équilibrée avec une fréquence de 50...

Mesure de la Valeur Efficace d’un Courant

Mesure de la Valeur Efficace d'un Courant Comprendre la Mesure de la Valeur Efficace d'un Courant Dans un laboratoire d'électrotechnique, des étudiants effectuent des mesures sur un circuit alimenté par une source de courant alternatif. Ils utilisent un oscilloscope...

Calcul de la Puissance Active P

Calcul de la Puissance Active P Comprendre le Calcul de la Puissance Active P Dans une usine, une nouvelle machine industrielle est installée pour augmenter la production. Cette machine fonctionne sous une alimentation triphasée et on souhaite déterminer son...

Puissance dans un Système Triphasé

Puissance dans un Système Triphasé Comprendre la Puissance dans un Système Triphasé Dans une usine de production, une machine électrique triphasée est utilisée pour le fonctionnement d'une presse hydraulique. Le système est alimenté par une tension triphasée standard...

Analyse de Réactance pour la Maintenance

Analyse de Réactance pour la Maintenance Comprendre l'Analyse de Réactance pour la Maintenance Dans un atelier industriel, une machine automatisée est alimentée par un circuit parallèle contenant une bobine et un condensateur. Pour assurer une consommation électrique...

Étude de la Tension Efficace et Instantanée

Étude de la Tension Efficace et Instantanée Comprendre l'Étude de la Tension Efficace et Instantanée Dans une installation industrielle, un technicien est chargé de vérifier le bon fonctionnement d'un circuit alimenté par une source de tension sinusoïdale. La tension...

Intégration de Résistances en Série et Parallèle

Intégration de Résistances en Série et Parallèle Comprendre l'Intégration de Résistances en Série et Parallèle Un technicien est chargé de concevoir un circuit simple pour tester des composants électroniques dans un laboratoire. Le circuit inclut une source de...