Nombre complexe/Annexe/Impédance complexe

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Impédance complexe
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Annexe 4
Leçon : Nombre complexe
Précédent : Utilisation pratique des nombres complexes
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Nombre complexe/Annexe/Impédance complexe
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Sommaire

[modifier] Impédance complexe

Quand on applique aux bornes d'un circuit une tension sinusoïdale u de pulsation \omega\,, un courant d'intensité sinusoïdale i, de même pulsation \omega\,, parcourt ce circuit.

Alors :

u(t) = U\sqrt{2}cos(\omega t)\, et i(t)=I\sqrt{2}cos(\omega t -\phi)\,.

On associe à i et u deux nombres complexes \underline{I}\, et \underline{U}\, :

\underline{I}=[I,-\phi]\, et \underline{U}=[U,0]\,


Définition

L' impédance complexe du circuit est le nombre complexe :

  • \underline{Z}=\frac{\underline{U}}{\underline{I}}.
  • L'impédance du circuit est le module \left| \underline{Z} \right|\, de l'impédance complexe.

Exemples : Les impédances complexes de trois circuits simples

  • Résistance pure : \underline{Z}=R\,
Resistor.PNG
  • Inductance pure (bobine) : \underline{Z}=jL\omega\,
Inductance.PNG
  • Condensateur : \underline{Z}=-\frac{j}{C\omega}\,
Condensateur.PNG


Théorème

En courant sinusoïdal, dans un circuit en série ou en parallèle,

la loi d'association des impédances complexes est la même que celle des résistances, en courant continu.

[modifier] Association en série

Théorème

Deux impédances en série s'additionnent :

\underline{Z}=\underline{Z_1}+\underline{Z_2}\,
Impedances en serie.PNG

[modifier] Association en parallèle

Théorème

Pour deux impédances en parallèle, on additionne leurs inverses et on obtient l'inverse de l'impédance équivalente :

\frac{1}{\underline{Z}}=\frac{1}{\underline{Z_1}}+\frac{1}{\underline{Z_2}}\,
Impedances en parallèle.PNG

[modifier] Exercices

[modifier] Circuit RLC en série

Calculer l'impédance complexe du dipôle suivant avec :

R = 2 \Omega\, ; L\omega=3\Omega\, et \frac{1}{C\omega}=1\Omega\,

RLCsérie.PNG

[modifier] Circuit RLC en parallèle

Calculer l'impédance complexe du dipôle suivant avec

R = 6 \Omega\, ; L\omega=2\Omega\, et \frac{1}{C\omega}=3\Omega\,

RLCparallèle.PNG


[modifier] Autre Circuit RLC

Calculer l'impédance complexe du dipôle suivant avec

R = 10 \Omega\, ; L\omega=200\Omega\, et \frac{1}{C\omega}=120\Omega\,

RL Cdipole.PNG

[modifier] Autre Circuit RLC

Calculer l'impédance complexe du dipôle suivant avec

R = 10 \Omega\, ; L\omega=200\Omega\, et \frac{1}{C\omega}=120\Omega\,

RL Cdipole.PNG