Physique 2006 S.T.I (Génie Mécanique) Baccalauréat technologique

Description

Examen du Secondaire Baccalauréat technologique. Sujet de Physique 2006. Retrouvez le corrigé Physique 2006 sur Bankexam.fr.

Sujets

• Physique
• 2006

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• Publié par: bankexam
• Publié le: 07 juin 2007
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• Langue: Français
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Extrait

BACCALAURÉAT TECHNOLOGIQUE6PYGMAG1 Série SCIENCESET TECHNOLOGIES INDUSTRIELLESSESSION 2006 Épreuve SCIENCESPHYSIQUES ET PHYSIQUE APPLIQUÉEDurée : 2heures Spécialité GÉNIEMÉCANIQUE Coefficient: 5

Le sujet a été conçu pour être traité SANS calculatrice.

Les calculs sont facilités par la simplicité des données numériques.

En conséquence l'usage de calculatrices est interdit pour l'épreuve.

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Circulaire n°99-186 du 16/11/1999.

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ère 1:eienÉtrapiotn)s.(3prgétique La batterie principale porte les indications suivantes:100 Ah.12 V, 1 . Parmi les trois grandeurs électriques suivantes, laquelle peut s'exprimer en Ah : a. énergie ? b. charge électrique ? c. puissance? 2. La batterie débite un courantd'intensité I =5 A pendant une duréeDt = 6 h. Calculer la puissance et l'énergie (en kWh) fournies dans ces conditions.

3. Au bout de quelle duréeDt' la batterie sera-t-elle complètement déchargée si I reste égal à 5 A ?

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è 2 P E s

A- TRANSFORMATION.

Les tensions u 1 (t) et u 2 (t) sontreprésentées en annexe.

1. Pour chacune de ces deux tensions, déterminer graphiquement la valeur maximale, la valeur moyenne, la période (en ms)et calculer la fréquence.

2. a. Donner la formule du rapport de transformation men fonction des valeurs efficaces des tensions u 1 (t) (au primaire) et u 2 (t) (ausecondaire),

 b.Rappeler la relation entre la valeur maximale et la valeur efficace en régime sinusoïdal.

 c.En déduire l'expression du rapport de transformation m en fonction des valeurs maximales des tensions u 1 (t) et u 2 (t).

 d.Calculer ce rapport. (On pourra se contenter de donner le résultat sous forme d'une fraction irréductible.)

3. Donner l'expression du nombre de spires N 1 au primaire, en fonction de m et du nombre N 2  de spires au secondaire. Calculer N 1 sachant que N 2 spires.= 50

4. Calculer la valeur efficace U 2 u de 2 (t). On pourra se contenter de donner le résultat sous forme d'une fraction irréductible.

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1. Donner le nom des composants électroniques H 1 , H 2 , H 3 et H 4 .

2. Cescomposants étant parfaits, tracer l'allure de la tension u 3 (t) sur le document-réponseen complétant l'axe des ordonnées.

3. Proposer une solution pour réduire l'ondulation de la tension (composant utilisé et branchement).

ème 3partie:pompe à eau -ruetomaruocàtioncnt(5.nupoints)

Parmi les systèmes alimentés en continu dans le véhicule, on trouve le moteur à courant continu à aimants permanents d'une pompe pour l'eau dont les caractéristiques sont les suivantes:

• tension nominale d'alimentation de l'induit : U N = 12 V;

• intensité nominale du courant dans l'induit : I N = 4 A;

• résistance nominale de l'induit: R=0,5W.

1. Donner le modèle équivalent de l'induit du moteur.

2. En déduire une relation entre E, U N , R etI N.

3. Calculer la f.é.m. E du moteur.

4. Calculer la puissance P a absorbée par l'induit et la puissance P J perdue par effet Joule.

5. En déduire la puissance utile P U du moteur si on néglige les pertes dans le fer et les pertes mécaniques. Donner l'expressiondu rendementhsous forme d'une fraction irréductible.

6. La vitesse de rotation nominale du moteur est de 100 rad/s. En déduirele moment T U du couple utile.

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L'onduleur a la structure suivante :

K 1 et K 2 sont des interrupteurs électroniques supposés parfaits. 12 V Entre 0 et T/2: K 1 est fermé et K 2 ouvert. Entre T/2 et T : K 1 est ouvert et K 2 fermé. 12 V T désigne la période de fonctionnement des interrupteurs. T = 20 ms.

1. a. Donner la valeur de u 5 K(t) quand 1 est fermé et K 2 est ouvert.  b. Donner la valeur de u 5 (t) quand K 1 est ouvert et K 2 est fermé.

2. Tracer u 5 (t) sur le document réponse en complétant l'axe des ordonnées.

3. Calculer les valeurs moyenne et efficace de u 5 (t).

K 1

CHARGE u (t) 5 K 2

4. Un dispositif F non étudié ici permet d'obtenir à partir de u 5 (t) une tension sinusoïdale d'expression. u 6 (t)= 15  2sin2..50.t en volts. On donne 15  2 = 22. a. Donner la valeur maximale de u 6 . b. Donner la pulsation, la fréquence et la période de u 6 . c. Tracer u 6 (t) sur le document-réponse en complétant l'axe des ordonnées.

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