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24
1
Cindy
03/12/2025
Maths
Sujet de grand oral physique - Maths sur les tubes fluorescents et le circuit RC
1 670
•
3 déc. 2025
•
Cindy
@cblld
Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi les néons semblent clignoter quand... Affiche plus
Tu croises ces tubes fluorescents tous les jours au lycée ou à la maison. Ces lampes produisent leur lumière grâce à une décharge électrique dans un gaz - du mercure pour le bleu, du sodium pour le jaune, du néon pour le rouge.
Pour s'allumer, ces tubes ont besoin d'une tension d'allumage assez élevée. Cette tension est générée par un circuit électrique spécial composé d'un condensateur (capacité C) et d'une résistance (R) branchés en série.
Le condensateur, c'est comme une petite "réserve" d'électricité avec deux plaques conductrices séparées par un isolant. La résistance, elle, freine le passage du courant selon la loi d'Ohm : U = RI.
Astuce : Pense au condensateur comme à une éponge qui se remplit d'eau (électricité) progressivement !
Au début , tout est éteint : le condensateur est vide et on ferme l'interrupteur. Le tube se comporte alors comme un interrupteur ouvert - le courant ne peut pas passer à travers.
L'intensité du courant i représente la vitesse à laquelle les charges électriques bougent. Mathématiquement, c'est la dérivée de la charge par rapport au temps : i = C.
En appliquant la loi des mailles (la somme des tensions dans le circuit), on obtient une relation cruciale. La tension du générateur E doit égaler la somme des tensions aux bornes de la résistance et du condensateur.
Point clé : La loi d'Ohm nous dit que UR = Ri, ce qui nous permet de lier toutes les grandeurs du circuit.
En combinant toutes nos équations, on arrive à cette équation différentielle : + Uc/RC = E/RC.
C'est une équation linéaire du premier ordre de la forme y' = ay + b, où y représente Uc, a = -1/RC et b = E/RC. Pour la résoudre, on cherche une solution générale plus une solution particulière.
La solution finale est : Uc(t) = E - E×exp. Cette fonction croissante montre comment la tension monte progressivement jusqu'à atteindre E.
Quand cette tension dépasse la tension d'allumage, le tube s'allume ! Mais dès qu'elle redescend sous la tension d'extinction (30V), il s'éteint. Ce cycle se répète indéfiniment, créant un régime périodique.
Attention : Quand le tube s'allume, sa résistance chute drastiquement, provoquant une décharge quasi-instantanée.
Voici le truc génial : tu ne vois pas le tube clignoter à cause de la persistance rétinienne ! Ton cerveau met environ 50 ms à "effacer" une image de ta rétine.
Or, le cycle charge-décharge du tube est bien plus rapide que ces 50 ms. Du coup, ton œil garde en mémoire la lumière précédente avant même que le tube ne s'éteigne - d'où l'impression de lumière continue.
C'est exactement le même principe qui permet au cinéma de créer l'illusion du mouvement avec 24 images par seconde ! Les équations différentielles nous aident à prédire précisément ces durées.
Si tu multiplies la capacité C par 5, le cycle devient 5 fois plus long et dépasse les 50 ms. Là, tu verrais enfin le tube clignoter !
Fun fact : Un voltmètre révélerait que la tension d'allumage peut atteindre jusqu'à 80V - bien plus que tes prises domestiques !
Les équations différentielles ne se limitent pas aux circuits RC ! Tu les retrouves en radioactivité (désintégration), en thermodynamique (échanges de chaleur), et même en mécanique avec les équations du second ordre.
En mécanique, l'accélération est la dérivée de la vitesse, qui est elle-même la dérivée de la position. Cela donne des équations différentielles du second ordre, plus complexes que notre exemple.
Ce principe de circuit RC est d'ailleurs utilisé dans les ampoules basse consommation modernes. La différence avec les ampoules classiques ? Ces dernières chauffent un filament, tandis que les tubes utilisent la décharge électrique dans un gaz.
Les mathématiques ne sont donc pas abstraites - elles expliquent des phénomènes que tu observes tous les jours !
Réflexion : Maintenant que tu connais le secret, filme un néon avec ton smartphone pour voir ce clignotement invisible à l'œil nu !
Notre compagnon IA est spécialement conçu pour répondre aux besoins des étudiants. Sur la base des millions d'éléments de contenu que nous avons sur la plateforme, nous pouvons fournir des réponses vraiment significatives et pertinentes aux étudiants. Mais il ne s'agit pas seulement de réponses, le compagnon a encore plus pour but de guider les élèves dans leurs défis d'apprentissage quotidiens, avec des plans d'étude personnalisés, des quiz ou des éléments de contenu dans le chat et une personnalisation à 100% basée sur les compétences et les développements de l'étudiant.
Tu peux télécharger l'application dans Google Play Store et dans l'App Store d'Apple.
Oui, tu as un accès entièrement gratuit à tous les contenus de l'appli, tu peux chatter ou suivre les créateurs à tout moment. De plus, nous proposons Knowunity Premium, qui te permet de réviser sans limites!
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Google Play
L'application est très facile d'utilisation et bien conçue. Jusqu'à présent, j'ai trouvé tout ce que je cherchais et j'ai pu apprendre beaucoup de choses grâce aux présentations ! Je vais certainement utiliser l'application pour un travail en classe ! Et comme source d'inspiration personnelle, elle est bien sûr aussi très utile.
Stefan S
utilisateur iOS
Cette application est vraiment super. Il y a tellement de fiches de révision et d'aide, [...]. Par exemple, la matière qui me pose problème est le français et l'appli a un choix d'aide très large. Grâce à cette application, je me suis améliorée en français. Je la recommanderais à tout le monde.
Samantha Klich
utilisatrice Android
Waouh, je suis vraiment abasourdi. J'ai essayé l'application parce que je l'avais déjà vue plusieurs fois dans la publicité et j'ai été absolument choquée. Cette appli est L'AIDE dont on rêve pour l'école et surtout, elle propose tellement de choses, comme des rédactions et des fiches qui m'ont personnellement TRÈS bien aidé.
Anna
utilisatrice iOS
Meilleur application je voulais m'entraîner pour mes maths puis j'ai tout compris d'un coup c'est mon nouveau prof maintenant 🤣🤣
Thomas R
utilisateur d' Android
super application pour réviser je révise tout les soirs
Esteban M
utilisateur d'Android
Permet de vraiment comprendre les cours sous forme de fiches de révisions déjà faites ! Incroyable, je recommande vraiment
Leny
utilisateur d'Android
L'application est tout simplement géniale ! Il me suffit de taper mon sujet dans la barre de recherche et je le vérifie très rapidement. Je ne dois plus regarder 10 vidéos YouTube pour comprendre quelque chose et j'économise ainsi mon temps. Je te le recommande !
Sudenaz Ocak
utilisateur Android
Cette application m'a vraiment fait m'améliorer ! J'étais vraiment nul en maths à l'école et grâce à l'appli, je suis meilleur en maths ! Je suis tellement reconnaissante que vous ayez créé cette application.
Greenlight Bonnie
utilisateur Android
PARFAIT 🌟 💕🔥 ça facilite Vrmt la révision avec des fiches de révisions fascinants✨🥰
Khady
utilisatrice d'Android
Je conseille vraiment ! je galère à avoir des cours clairs et ça aide énormément !!
Claire
utilisatrice iOS
C’est vraiment mais vraiment la meilleurs appli au début de l’année au collège jetait une élève perturbatrice et j’avais 9 de moyenne générale plus précisément 9,68... Et la un de mes potes me donne cette appli pour réviser c’était incroyable y’a des fiche de révision des quiz bref grâce à cette appli je suis passé de 9,68 à 17,40 trop contente 🤩🤩
Raoul
utilisateur IOS
Knowunity est vraiment une application incroyable elle est pour tous les âges et s’adapte à tous les niveaux.Elle permet de mieux comprendre et apprendre. Cette application est super pour les devoirs et pour les contrôles je la recommande à tous le monde petit ou grands
Ella
utilisatrice iOS
L'application est très facile d'utilisation et bien conçue. Jusqu'à présent, j'ai trouvé tout ce que je cherchais et j'ai pu apprendre beaucoup de choses grâce aux présentations ! Je vais certainement utiliser l'application pour un travail en classe ! Et comme source d'inspiration personnelle, elle est bien sûr aussi très utile.
Stefan S
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Samantha Klich
utilisatrice Android
Waouh, je suis vraiment abasourdi. J'ai essayé l'application parce que je l'avais déjà vue plusieurs fois dans la publicité et j'ai été absolument choquée. Cette appli est L'AIDE dont on rêve pour l'école et surtout, elle propose tellement de choses, comme des rédactions et des fiches qui m'ont personnellement TRÈS bien aidé.
Anna
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Meilleur application je voulais m'entraîner pour mes maths puis j'ai tout compris d'un coup c'est mon nouveau prof maintenant 🤣🤣
Thomas R
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super application pour réviser je révise tout les soirs
Esteban M
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Permet de vraiment comprendre les cours sous forme de fiches de révisions déjà faites ! Incroyable, je recommande vraiment
Leny
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Sudenaz Ocak
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Cette application m'a vraiment fait m'améliorer ! J'étais vraiment nul en maths à l'école et grâce à l'appli, je suis meilleur en maths ! Je suis tellement reconnaissante que vous ayez créé cette application.
Greenlight Bonnie
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Khady
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Je conseille vraiment ! je galère à avoir des cours clairs et ça aide énormément !!
Claire
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C’est vraiment mais vraiment la meilleurs appli au début de l’année au collège jetait une élève perturbatrice et j’avais 9 de moyenne générale plus précisément 9,68... Et la un de mes potes me donne cette appli pour réviser c’était incroyable y’a des fiche de révision des quiz bref grâce à cette appli je suis passé de 9,68 à 17,40 trop contente 🤩🤩
Raoul
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Cindy
@cblld
Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi les néons semblent clignoter quand vous les filmez avec votre smartphone ? Ce phénomène révèle en fait le fonctionnement fascinant des tubes fluorescents, où les maths et la physique s'unissent pour créer de la lumière.
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Tu croises ces tubes fluorescents tous les jours au lycée ou à la maison. Ces lampes produisent leur lumière grâce à une décharge électrique dans un gaz - du mercure pour le bleu, du sodium pour le jaune, du néon pour le rouge.
Pour s'allumer, ces tubes ont besoin d'une tension d'allumage assez élevée. Cette tension est générée par un circuit électrique spécial composé d'un condensateur (capacité C) et d'une résistance (R) branchés en série.
Le condensateur, c'est comme une petite "réserve" d'électricité avec deux plaques conductrices séparées par un isolant. La résistance, elle, freine le passage du courant selon la loi d'Ohm : U = RI.
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C'est une équation linéaire du premier ordre de la forme y' = ay + b, où y représente Uc, a = -1/RC et b = E/RC. Pour la résoudre, on cherche une solution générale plus une solution particulière.
La solution finale est : Uc(t) = E - E×exp. Cette fonction croissante montre comment la tension monte progressivement jusqu'à atteindre E.
Quand cette tension dépasse la tension d'allumage, le tube s'allume ! Mais dès qu'elle redescend sous la tension d'extinction (30V), il s'éteint. Ce cycle se répète indéfiniment, créant un régime périodique.
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