page 1/3
BACCALAUREAT TECHNOLOGIQUE -- SESSION 1997 SCIENCES ET TECHNOLOGIES INDUSTRIELLES SPECIALITE : GENIE MECANIQUE - Toutes options
E p r e u v e d e S C I E N C E S P H Y S I Q U E S E p r e u v e d e S C I E N C E S P H Y S I Q U E S
Durée : 2 heures Coefficient : 5
___________________________________________________________________
Le sujet comporte 3 pages dont la page 3/3 est à rendre avec la copie.
Les trois parties du problème ainsi que l’exercice constituant cette épreuve sont indépendants.
La calculatrice est autorisée.
PROBLEME : ETUDE D’UN ENSEMBLE
TRANSFORMATEUR MONOPHASE, PONT MIXTE, MOTEUR SERIE A COURANT CONTINU. A - ETUDE DU TRANSFORMATEUR
La plaque signalétique d’un transformateur monophasé porte les indications suivantes : 220V / 52V ; 50Hz
1°) On réalise un essai à vide au cours duquel on mesure Iv = 0,47A et Pv = 20 W.
Faire un schéma de montage correspondant à cet essai en incluant les appareils nécessaires à la mesure des deux grandeurs précédentes ainsi que des tensions primaire et secondaire. Indiquer le nom et la nature des appareils de mesure utilisés.
2°) Quelles pertes cet essai permet-il de déterminer ? 3°) Calculer le rapport de transformation.
4°) Le nombre de spires au primaire étant de 423, déterminer le nombre de spires au secondaire.
B - ETUDE DU PONT MIXTE
On étudie le pont mixte représenté sur le schéma ci-dessous :
On donne : u e = 52 2sin(ωt)
u
ei
u
cTh
1Th
2D
1D
2charge
page 2/3
L’inductance de la charge est suffisante pour que le courant qui la traverse puisse être considéré comme constant : I = 2 A.
1°) Indiquer sur le schéma (figure n°1 du document réponse), comment brancher un oscilloscope qui permettra de visualiser simultanément uc et i.
2°) Sur la figure 2 du document réponse , tracer, en concordance de temps avec ue, les graphes de uc(t) et de i(t), sachant que les thyristors Th1 et Th2 sont respectivement commandés aux instants T/8 et 5T/8.
3°) Déterminer l’angle d’amorçage θ0 du thyristor Th1.
4°) Calculer la valeur moyenne de uc sachant que :
〈 〉 =u U +
c e
(
max cos )
π 1 θ0 θ0 étant l’angle d’amorçage de Th1. C - ETUDE DU MOTEUR SERIE
La charge alimentée par le pont mixte est un moteur série en série avec une bobine parfaite d’inductance L, de valeur suffisante pour que le courant qui traverse cette charge puisse être considéré comme constant. Pour le moteur, la tension nominale est UN= 40 V et l’intensité nominale IN = 2 A. La résistance de l’induit est R = 0,7 Ω. et celle de l’inducteur r = 0,8 Ω.
Pour le fonctionnement nominal, calculer :
1°) la résistance totale Rt du moteur ;
2°) la force électromotrice ;
3°) la puissance absorbée et les pertes totales par effet Joule ;
4°) la puissance utile, sachant que les pertes collectives sont de 3 W ; 5°) le rendement du moteur.
EXERCICE : OPTIQUE
On considère une lentille mince convergente de distance focale 5 cm.
1°) Calculer la vergence de cette lentille.
2°) Sur le schéma de la figure 3 du document-réponse, placer ses foyers objet et image.
Un point B est situé à 7 cm du centre optique O, du côté du foyer objet et à 2 cm au dessus de l’axe optique. Tracer la marche de deux rayons lumineux partant de ce point B :
a ) l’un parallèle à l’axe optique.
b ) l’autre passant par le centre optique O.
page3/3
DOCUMENT REPONSE A RENDRE AVEC LA COPIE
FIGURE 1
u
ei
u
cTh
1Th
2D
1D
2charge
FIGURE 3 O
B
FIGURE 2
uc
ue -ue
t
T
t i(A)
0 1
