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authorBenjamin Chausse <benjamin@chausse.xyz>2024-12-04 07:22:09 -0500
committerBenjamin Chausse <benjamin@chausse.xyz>2024-12-04 07:22:09 -0500
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-rw-r--r--annexe/main.tex98
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index 435a897..5235136 100644
--- a/annexe/main.tex
+++ b/annexe/main.tex
@@ -63,7 +63,7 @@
% \department{Département de génie électrique et de génie informatique}
\title{Annexe de résolution à la problématique}
\class{Circuits et systèmes du deuxième ordre}
-\classnb{GEN111,GEN136,GEN122}
+\classnb{GEN111, GEN136, GEN122}
\author{
\addtolength{\tabcolsep}{-0.4em}
\begin{tabular}{rcl} % Ajouter des auteurs au besoin
@@ -328,6 +328,8 @@
\end{align}
\end{gather*}
+
+ \newpage
\section{Circuit RC (\texorpdfstring{$C_2$}{TEXT})}
\subsection{Charge}
Le circuit RC forme une équation différentielle du premier order forcé et à coefficient constant.
@@ -391,7 +393,7 @@
R_7 = \SI{8491}{\ohm} \xrightarrow{\text{Serie E24}} R_7 = \SI{8.2}{\kohm}
\end{DispWithArrows}
- \subsection{Décharge}
+ \subsection{Décharge} \label{sc:rc-decharge}
La décharge du condensateur est indentique à la charge en tout point sauf
les conditions initiales et les requis pour l'application numérique servant à
déduire $R_6$.
@@ -434,8 +436,100 @@
La valeur calculée est amplement dans la marge $\pm 5\%$ de la valeur nominale de $R_6$.
+ \subsection{Confirmation}
+ Le résultat obtenue à la \cref{sc:rc-decharge} sont adéquat puisqu'il prouvent l'équation:
+ \begin{DispWithArrows}[format=c]
+ \tau = RC \Rightarrow R = \frac{\tau}{C}\Arrow{Application\\numérique}\\
+ R = \frac{\num{15e-6}}{\num{10e-9}} = \SI{1.5}{\kohm}
+ \end{DispWithArrows}
+
+ \newpage
\section{Circuit RC (\texorpdfstring{$C_3$}{TEXT})}
\subsection{Charge}
+ La charge du condensateur $C_3$ suit une logique similaire à celle du condensateur $C_2$.
+ OVoici les conidions initiales pour la décharge:
+ \begin{gather}
+ \vst = \vct + V_D + \vrt \label{eq:rc2-charge-base}\\
+ V_S(0) = 12\\
+ V_C(0) = 0 \\
+ V_D(0) = 0.6\\
+ V_R(0) = 11.4
+ \end{gather}
+
+ Puisque la diode est placé devant le capaciteur et qu'elle produit une chute de tension
+ d'environ \SI{0.6}{\V}, on considerera que la tension de la source est celle restante
+ après la diode soit \SI{11.4}{\V}.
+
+ \begin{DispWithArrows}[format=c]
+ \vst = \vrt + \vct \Arrow[ll]{En substituan l'\cref{eq:vri}} \\
+ \vst = RI(t) + \vct \Arrow[rr]{En substituan l'\cref{eq:ict}} \\
+ \vst = RC\ddt{}\vct + \vct
+ \end{DispWithArrows}
+
+ En se fiant aux \crefrange{eq:rc-charge-base}{eq:rc-charge-final},
+ on assume la solution homogène:
+ \begin{gather}
+ V_{C_h} = Ae^{-\frac{t}{RC}}
+ \end{gather}
+
+ Puisque l'équation est forcé par une constante, la solution particulière correspond à
+ la valeur de la source tel que démontré par les \cref{eq:rc2-charge-particu,eq:rc2-charge-partires}.
+
+ \begin{DispWithArrows}[format=c]
+ V_{C_p} = K_0\vst + \cancelto{0}{K_1\ddt{}\vst}
+ \Arrow{Application \\numérique}\label{eq:rc2-charge-particu}\\
+ 11.4 = K_011.4 \Rightarrow K_0 = 11.4 \label{eq:rc2-charge-partires}
+ \end{DispWithArrows}
+
+ Vient ensuite la solution générale $V_{C_g}$ et l'application des conditions initiales.
+
+ \begin{DispWithArrows}[format=c]
+ V_{C_g} = V_{C_h} + V_{C_p}
+ V_{C_g} = Ae^{-\frac{t}{RC}} + 11.4 \Arrow{Cond. Initiale} \\
+ V_{C_g}(0) = A\cancelto{1}{e^{-\frac{t}{RC}}} + 11.4 \\
+ -11.4 = A \\
+ \nonumber\text{Réponse du system: }\\
+ V_{C_g}(0) = -11.4e^{-\frac{t}{RC}} + 11.4
+ \end{DispWithArrows}
+
+ On peut ensuite trouver la valeur de la résistance $R_{10}$ nécessaire au fonctionnement
+ du circuit.
+ En assumant que le condensateur ne se vide pas entre les impulsions, on peut déduire le
+ temps pendant lequel il se remplira en multipliant le nombre d'impulsions avec la durée
+ établie d'inpusions de \SI{150}{\us}.
+ Pour deux impulsions (\SI{300}{\us}) on vise \SI{2.5}{\V} $\pm$ \SI{0.5}{\V}.
+ Pour 5 (\SI{750}{\us}) on vise \SI{5}{\V} $\pm$ 10\%.
+
+ \subsubsection{2 impulsions}
+ \begin{gather}
+ 2.5 = -11.4e^{-\frac{\num{300e-6}}{\num{1e-6}R}} + 11.4\\
+ \ln\left(\frac{2.5 - 11.4}{-11.4}\right) = -\frac{\num{300e-6}}{\num{1e-9}R}\\
+ R = \frac{\num{300e-6}}{\num{1e-6}\ln\left(\frac{2.5 - 11.4}{-11.4}\right)}\\
+ R_{10} = \SI{1.2}{\kohm}
+ \end{gather}
+
+ \subsubsection{5 impulsions}
+ \begin{gather}
+ 5 = -11.4e^{-\frac{\num{750e-6}}{\num{1e-6}R}} + 11.4\\
+ \ln\left(\frac{5 - 11.4}{-11.4}\right) = -\frac{\num{750e-6}}{\num{1e-9}R}\\
+ R = \frac{\num{750e-6}}{\num{1e-6}\ln\left(\frac{5 - 11.4}{-11.4}\right)}\\
+ R_{10} = \SI{1.3}{\kohm}
+ \end{gather}
+
+ Puisque la série E24 inclue des résistance exacte pour les deux équations,
+ il faudra déterminer comment le systeme se comporte dans les limites
+ des tolérance.
+ Pour tester le pire des sénario, on utilise les valeurs extrêmes extérieurs.
+ On teste donc $\SI{1.2}{\kohm} - 5\%$ et $\SI{1.3}{\kohm} + 5\%$
+
+ \begin{gather}
+ V_{C_3} = -11.4e^{-\frac{\num{750e-6}}{1140(\num{1e-6})}} + 11.4 = \SI{5.494}{\V} \\
+ V_{C_3} = -11.4e^{-\frac{\num{300e-6}}{1365(\num{1e-6})}} + 11.4 = \SI{2.24}{\V}
+ \end{gather}
+
+ À la lumière de ces résultats, les deux résistance ferait l'affaire mais
+ on observe une plus grande marge de manoeuvre avec la résistance de \SI{1.2}{\kohm}.
+
\subsection{Décharge}
\begin{gather*}
\begin{align}