BACCALAUREAT TECHNOLOGIQUE
SCIENCES ET TECHNOLOGIES INDUSTRIELLES SPECIALITE
:Génie mécanique -Toutes options-
Epreuve Sciences Physiques Durée 2 h -- Coefficient 5 ,=,=,=,=,=,=,=,=,=,=,=,=,=,
.
Les deux exercices sont independants
Dans l’exercice 1, les deux parties sont indépendantes
Exercice I Electricit4
Partie A : Réseau trbhasé (fiaure 1 du document réponse)
Un réseau EDF triphase (220 V/380 V ; 50 Hz) alimente l’installation suivante composee de : . 12 lampes à incandescence identiques de puissance unitaire P, = 100 W.
(lampes purement résistives),
. 1 moteur asynchrone triphasé Ml absorbant une puissance Electrique active Pi = 12 kW.
(facteur de puissance 0,80).
. 1 moteur asynchrone triphasé M2 absorbant une puissance P2 = 10 kW.
(facteur de puissance 0,68).
I.A.l .a) Le fil N est le fil de neutre. Comment nomme-t-on les 3 fils numérotés 1, 2, et 3 sur la figure 1 du document réponse ?
I.A.1 .b) Indiquer la valeur de la tension a et de la tension b représentées sur la figure 1, I.A.1 .c) L’installation est équilibrée. Quelle est la valeur de l’intensité dans le fil du neutre ?
I.A.2) Calculer la puissance active totale PT absorbee par l’installation lorsque les 12 lampes et les 2 moteurs fonctionnent simultanement.
I.A.3) On désire mesurer cette puissance PT a l’aide d’une seule lecture d’un wattmètre .
I.A.3.a) Schematiser les branchements de ce wattmètre sur la figure 1 du document repense, en indiquant le type d’appareil utilisé ( classique à cadre mobile, numérique à pince
ampéremétrique , etc .) . .
I.A.3.b) Quelle est, (en kilowatts), la puissance lue sur ce wattmètre 7
. I.A.4) Lorsque les 12 lampes et les 2 moteurs fonctionnent simultanement : I.A.4.a) Calculer QT la puissance réactive absorbée .
.
I.A.4.b) Calculer S, la puissance apparente de l’installation . I.A.4.c) En déduire la valeur efficace de l’intensité de ligne .
I.A.4.d) Montrer que le facteur de puissance est egal à 0,76 (a lu2 près).
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l.A.5) le proprietaire de l’installation souhaite relever son facteur de puissance de 0,76 à 0,93.
I.A.5.a) Pourquoi ?
I.A.5.b) Sur la figure 1 du document réponse, faire le schéma de câblage des trois condensateurs identiques Cl, C2 et C3 que l’on branche en triangle pour réaliser ce relévement du facteur de puissance.
I.A.5.c) Calculer la capacite de chacun de ces trois condensateurs en admettant que la puissance active totale absorbee par l’installation est égale à 23 kW.
Partie B : Onduleur autonome
Un onduleur autonome comporte 2 interrupteurs électroniques HI et HZ supposes parfaits. HI et H2 sont commandés periodiquement.
H,
E=15V
E=ISVt-
T
charge i
U c
I.B.l) Citer deux composants électroniques commandés permettant de realiser les interrupteurs HI et HZ.
1.8.2) L’onduleur débite sur une’charge résistive :
pendant la Premiere demi-période HI est ouvert ; Hz est fermé.
pendant la deuxiéme demi-période Hz est ouvert ; HI est ferme.
I.B.2.a) Quelle est la valeur de u pendant la Premiere demi-période ? I.B.2.b) Quelle est la valeur de u pendant la deuxiéme demi-periode ?
I.B.2.c) Représenter, sur la figure 2 du document repense , I’oscillogramme de la tension u.
1.8.3) L’onduleur alimente un moteur asynchrone monophasé.
I.B.3.a) Quel parametre de fonctionnement du moteur règle-t-on quand on fait varier la période T de la commande des interrupteurs HI et H2 ?
I.B.3.b) Citer une autre application d’un onduleur autonome.
Exercice II : Optique
(figure 3 du document réponse)
11.1) Reconnaître sur la figure 3 du document réponse : . le centre optique,
. le foyer principal objet, le foyer principal image.
(les repenses seront données dans le tableau T3 du document réponse)
11.2) Compléter, sur le document réponse, la marche des trois rayons lumineux issus du point B, après traversée de la lentille.
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