Physique 2000 S.T.I (Génie Civil) Baccalauréat technologique

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Examen du Secondaire Baccalauréat technologique. Sujet de Physique 2000. Retrouvez le corrigé Physique 2000 sur Bankexam.fr.
Publié le : mercredi 6 juin 2007
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STI Génie Energétique : «Sciences physiques et physique appliquée»
REPERE : 0PYENME3
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BACCALAUREAT TECHNOLOGIQUE
STI GENIE ENERGETIQUE
SCIENCES PHYSIQUES ET PHYSIQUE APPLIQUEE
Durée 2 heures
Coefficient 5
SESSION 2000
LA CALCULATRICE EST AUTORISEE
Ce sujet comporte 3 pages, la page 3/3 est à rendre avec la copie
EXERCICE 1 :
Moteur asynchrone triphasé
(9 points)
Un réseau triphasé 230V/400V, 50 Hz alimente un moteur asynchrone triphasé qui possède 4
pôles.Encharge,l’intensitéefficaceducourantenligneestde4,0A,lefacteurdepuissance
du moteur est de 0,80. La fréquence de rotation est de 1440 tr.min
-1
.
1) Calculer :
1.1. la fréquence de synchronisme N
s
en tr.s
-1
et en tr.min
-1
;
1.2. le glissement g ;
1.3. la puissance absorbée par le moteur P
a
;
1.4. la puissance utile P
u
etl’ensembledespertespsachantque,lorsdufonctionnement
en charge, le rendement du moteur est de 0,90 ;
1.5. le moment du couple utile T
u
;
1.6. le travail fourni par le moteur lorsque le rotor effectue 7200 tours dans les
conditions précédentes.
2) Pour mesurer la puissance active que consomme ce moteur, on réalise le montage de la
figure 1 du document réponse.
2.1. Donner le nom des trois appareils de mesure.
2.2. Donner la valeur numérique des grandeurs lues sur chaque appareil.
2.3. Le wattmètre est muni des calibres suivants :
-
intensité : 1A –5A ;
-
tension : 12V –24V –60V –120V –240V –360V.
Quels sont les deux calibres les mieux adaptés à la mesure ? Justifier brièvement votre
réponse.
3)Lefacteurdepuissancedumoteurn’estpascompatibleaveclesexigencesd’E.D.F.qui
exige cos

0,93. Comment doit-onprocéderpourl’améliorer?
EXERCICE 2 :
transformateur monophasé –redressement
(7 points).
Un transformateur parfait monophasé comporte 300 spires au primaire. Il est alimenté par un
réseau 230V. Un oscilloscope est branché aux bornes du secondaire (voir figure 2 du
documentréponse).L’oscillogrammeobtenuestreprésentésurlafigure3dudocument
réponse.
1) Calculer :
1.1. la période, la fréquence et la pulsation de la tension aux bornes du secondaire ;
1.2. la valeur maximale et la valeur efficace de la tension aux bornes du secondaire ;
1.3. le rapport de transformation et le nombre de spires du secondaire.
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2) Pour redresser la tension fournie par le secondaire du transformateur, on réalise le montage
de la figure 4 du document réponse. Tous les éléments du montage sont parfaits.
2.1. Donner le nom des dipôles D
1
, D
2
, D
3
, D
4
.
2.2.Indiquer,surlafigure4dudocumentréponse,lebranchementdel’oscilloscopequi
permet de visualiser la tension u
R
aux bornes de la résistance (R = 50
).
2.3. Représenter sur la figure 5 du document réponse, les variations de la tension u
R
en
fonction du temps.
2.4. La valeur moyenne de la tension aux bornes de la résistance est donnée par la
relation
R
R
U
U
ˆ
2
.
Calculerlavaleurmoyennedecettetensionetl’intensitémoyenneducourantdans
la résistance.
2.5. Quel dipôle faut-il ajouter en série avec la résistance pour obtenir le lissage du
courant dans la charge ?
EXERCICE 3 :
Chimie
(4 points).
1) La duretéd’uneeauestcalculéeàpartirdelasommedesconcentrationsenionsCa
2+
et
Mg
2+
qu’ellecontient.Onrappelleque
:
-
1degréhydrotimétriquefrançais(°f)estéquivalentà0,1moled’ionsCa
2+
et/ou
Mg
2+
par mètre cube.
Calculerladuretéd’unee
au de source, sachant que les concentrations molaires sont :
-
pour les ions calcium :
Ca
2+
= 1,6
10
-3
mol.L
-1
;
-
pour les ions magnésium :
Mg
2+
= 2,0
10
-4
mol.L
-1
.
Une eau est dite dure lorsque son titre hydrotimétrique est supérieur à 20°f. Comment classez-
vous cette eau par rapport à son degré de dureté ?
2) Le pH de cette eau est égal à 7,2. Cette eau est-elle acide, basique ou neutre ? Calculer la
concentration en ions H
3
O
+
correspondant à ce pH.
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DOCUMENT RÉPONSE (A rendre avec la copie)
230 V ~
50 Hz
Y
A
Figure 2
1
2
3
N
1
2
3
M
3 ~
Figure 1
Figure 4
C
230 V ~
50 Hz
R
B
D
1
D
2
D
3
D
4
i
R
u
R
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