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BACCALAUREAT TECHNOLOGIQUE - SESSION 1997 SCIENCES ET TECHNOLOGIES INDUSTRIELLES SPECIALITE : GENIE MECANIQUE -- TOUTES OPTIONS
Epreuve de Sciences Physiques Epreuve de Sciences Physiques
Durée : 2h Coefficient : 5
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Le sujet comporte 3 pages dont la page 3/3 est à rendre avec la copie.
La calculatrice est autorisée.
EXERCICE n°1
E T U D E D ' U N E N S E M B L E M O T E U R A S Y N C H R O N E
E T U D E D ' U N E N S E M B L E M O T E U R A S Y N C H R O N E -- O N D U L E U R O N D U L E U R A - MOTEUR ASYNCHRONE TRIPHASE
Sur la plaque signalétique d'un moteur asynchrone triphasé, on lit :
Lors d'un essai en charge, on détermine Pu = 2950 W pour une fréquence de rotation n = 940 tr/min.
Le réseau disponible est celui de l ' EDF : 230 V /400 V ; 50 Hz.
A.1 ) Couplage Moteur - Réseau
A.1.1) Comment doit on coupler les enroulements de ce moteur sur le réseau ? Justifier ce choix.
A.1.2) Placer, sur le document réponse figure 1, les appareils nécessaires pour mesurer la valeur efficace du courant en ligne et la puissance active absorbée par le moteur.
A.1.3) On mesure la valeur efficace du courant en ligne I = 6,5 A et la puissance active absorbée par le moteur P = 3600 W.
Calculer :
A.1.3.1) le facteur de puissance cos ϕ, A.1.3.2) la puissance apparente S, A.1.3.3) la puissance réactive Q.
A.2) Caractéristique mécanique du moteur
A.2.1) Calculer la fréquence de synchronisme ns en tr/min.
A.2.2) Calculer le moment Tu du couple utile pour n = 940 tr/min.
230 V / 400 V 50 Hz 6 pôles
Page 2/3 A.2.3) Sur le document réponse figure 2, tracer Tu = f (n) de ce moteur dans sa
partie utile sachant que cette caractéristique est une portion de droite passant par le point ( n = ns ; Tu = 0 ).
A.3) Point de Fonctionnement
Ce moteur entraîne désormais une charge imposant un couple résistant constant Tr = 20 N.m, dont la caractéristique est tracée en pointillés sur la figure2 du document réponse.
A.3.1) Déterminer les coordonnées n et Tu du point de fonctionnement.
A.3.2) Calculer le glissement g pour ce point de fonctionnement.
A.3.3) Calculer la puissance utile Pu. correspondante.
A.3.4) Sachant que la somme des pertes est de 350 W, déterminer : A.3.4.1) la puissance absorbée Pa .
A.3.4.2) le rendement η .
A.4) Variation de vitesse
Avec quel dispositif électronique peut-on faire varier la vitesse d'un moteur asynchrone ?
B - ONDULEUR
B.1) Quel type de composant électronique peut-on utiliser pour réaliser les interrupteurs K1 et K2 ?
B.2) Indiquer, sur un schéma, les branchements d'un oscilloscope afin de visualiser la tension uc(t).
La tension uc(t) est représentée sur la figure 3 du document réponse.
B.3) Avec quel type de voltmètre mesure-t-on la valeur moyenne < uc > de uc(t) ?
B.4) Calculer < uc >.
B.5) Avec quel type de voltmètre mesure-t-on la valeur efficace Uc de uc(t) ?
B.6) Calculer UC.
EXERCICE n°2
O P T I Q U E O P T I Q U E
Sur le document réponse figure 4, compléter la marche des rayons lumineux traversant une lentille convergente.
E
E
Charge K1
K2
Uc(t)
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DOCUMENT REPONSE A RENDRE AVEC LA COPIE
M As
Figure 1
0 10 20 30
Tr T(N.m)
940 960 980 1000 n(tr/min)
Figure 2
Figure 3
uc (V) 230
-230
0 10 20 30 40
t(ms)
0 F’ F
Figure 4
N 1
2
3
