BACCALAUREAT TECHNOLOGIQUE
SCIENCES ET TECHNOLOGIES INDUSTRIELLES SPECIALITE
:Génie mécanique -Toutes options-
Epreuve Sciences Physiques Durée 2 h -- Coefficient 5
EXERCICE I (77 points)
Les parties A et 6 sont independantes.
A. Moteur à courant continu à excitation indbendanté.
1) A partir dela plaque signaletique reprksentée ci-dessus, indiquer les valeurs de : M.C.C.
- la puissance utile nominale : Pu - la fréquence de rotation nominale : n - la tension nominale d’induit : U
- l’intensité nominale du courant d’induit : I - la tension nominale d’excitation : Ue
- I’intensit6 nominale du courant d’excitation : le 2) Calculer, pour le fonctionnement nominal :
a - la puissance Pe absorbée par l’inducteur ; b - la puissance PI absorbée par l’induit ; c - la puissance P absorbée par le moteur ; d - le rendement rl du moteur ;
e - le moment du couple utile Tu.
STL %M” 95 SC. Phys.- Réun. page 113
3) La resistance de l’induit vaut R = 0,50 R.
a - Donner le schéma électrique Aquivalent de l’induit.
b - Calculer la force électromotrice nominale E.
c - Calculer les pertes pj par effet Joule dans l’induit
d - Définir les pertes collectives Pc (autres que par effet Joule). Calculer ces pertes.
e - Pourquoi le rotor est-il feuilleté et construit avec des materiaux dont le cycle d’hysterésis est étroit comme l’acier au silicium ?
B. Fonctionnement du moteur sous tension tialable.
L’induit du moteur precedent est alimente par I’intermediaire d’un montage électronique (figure 1) fournissant une tension u( t ) périodique, de pkiode T, dont les variations en fonction du temps dont données figure II.
H
'
r ---
'1
.I/ I I
+ I 0
I
I L---_ - :
*
V=24Ov D
Figure I
L’interrupteur H est ferme pour 0 c t c a T et ouvert pour a T < t c T.
, u
cv
240 9
160 - 80 -
I I I I I I I I l I I I I I I I -_
0 1 2 3 4 t Cm9
Figure II
1) Donner le nom du montage électronique utilisk 2) Déterminer la pkriode’de cette tension u( t ).
3) Calculer le rapport cyclique a.
4) Calculer la valeur moyenne c u > de la tension fournie a l’induit.
5) Comment peut-on mesurer cette valeur moyenne ? 6) Quel est le r6le de la bobine d’inductance L ?
STL “GM” 95 SC. Phys.- Réun. page 213
7) a - L’intensité du courant dans l’induit est constante et 6gale à 30 A. En admettant que la valeur moyenne de la tension aux bornes de la bobine d’inductance L est nulle, en déduire la force électromotrice E de l’induit du moteur.
On rappelle que la résistance de l’induit vaut R = 0,50 R.
b - Rappeler la relation liant la force électromotrice d’un moteur et sa vitesse angulaire (ou sa fréquence de rotation).
En deduire la nouvelle fréquence de rotation n’, sachant que le flux inducteur reste constant, (E = 225 V pour n = 1680 tr/min).
c - Comment peut-on mesurer la fréquence de rotation du moteur ?
EXERCICE II (3 points)
1) Comment différencier rapidement une lentille convergente d’une lentille divergente ? 2) D’après le schéma ci-dessous, la lentille L est-elle convergente ou divergente ?
Comment appelle-t-on les points F,O et F’ , caractéristiques de cette lentille ?
3) Reproduire le schéma ci-dessous sur la copie et completter la marche des rayons lumineux 1 et 2 après traversée de la lentille.
1 2
F’
I I
STL l*GM1l 95 SC. Phys.- Reun.
