Aurélie jan 04
circuits électriques

concours aide laboratoire Groupe II d'après concours 2005


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Circuits électriques :

Un aide de laboratoire doit réaliser le montage électrique suivant pour illustrer la loi des noeuds. D1, D2, D3 sont des dipôles à identifier ; A1, A2, A3 sont des ampèremètres.

- Indiquer le sens conventionnel du courant dans chaque branche du circuit. Ajouter sur le schéma l'appareil de mesure permettant de mesurer la tension électrique aux bornes du dipôle D1.

- Donner le nom de chaque dipôle.

D1 : générateur de tension continue ; D2 : lampe à incandescence ; D3 : résistor ; D4 : DEL

- L'ampèremètre A1 indique 172 mA et l'ampèremètre A3 20 mA. Quelle est la valeur indiquée par l'ampèremètre A2 ?

l'ampèremètre A2 indique : 172-20=152 mA

Sachant que la tension électrique mesurée aux bornes de D1 est 6,0 V, celle aux bornes de D4 de 1,8 V, quelle est la valeur de la tension électrique aux bornes des dipôles D2 et D3 ? La tension aux bornes des ampèremètres est nulle.

la tension électrique aux bornes des dipôles D2 : 6 V ; D3 : 6-1,8 = 4,2 V

En indiquant la loi utilisée, calculer la valeur de R. Préciser l'unité.

loi d'Ohm : R= U/I = 4,2 / 0,02 = 210 W.

Calculer la puissance électrique délivrée par le dipôle D1. Préciser l'unité.

U I = 6 *0,172 = 1,0 W



On veut tester la tension électrique délivrée par un générateur de tensions basses fréquences ( GBF), en utilisant un oscilloscope. Les deux voies d'entrées sont réglées sur la même sensibilité 0,5 V/div et le balayage est fixé à 2ms/div.

Indiquer sur le schéma ci-dessus les branchements à réaliser pour observer la tension électrique délivrée par le GBF en voie 1. Identifier la borne de masse et indiquer son symbole.

On observe l'oscillogramme ci-dessous sur l'écran de l'ozcilloscope. Représenter l'amplitude Um et la période T par des flèches et calculer leurs valeurs.

amplitude Um : 2 div soit 2*0,5 = 1 V ; T : environ 4,5 div soit 4,5*2 = 9 ms = 9 10-3 s.

Le fréquencemètre du GBF indique 0,110 kHz. Cette valeur est-elle en accord avec La valeur T précédente. Justifier par un calcul.

fréquence f = 110 Hz ; période T= 1/f = 1/110 = 9 10-3 s. ( accord)


électricité :
  1. Tension redressée : sur l'écran d'un oscilloscope on visualise l'oscillogramma ci-dessous ( 0,1 ms/div et 0,2 V/div)

    - Donner la liste du matériel nécessaire pour réaliser cette expérience.

    générateur basse fréquence ou transformateur 220V / 6 V, oscilloscope, diode, résistor de protection de la diode

    - Dessiner le schéma du montage :

    l'oscilloscope est monté en dérivation aux bornes du résistor R.

    - Déterminer graphiquement la période, la fréquance et l'amplitude de cette tension.

    période T : 4 div soit 0,4 ms = 4 10-4 s ; fréquence f= 1/T= 2500 Hz ; amplitude : 3 div soit 0,6 V.

    - Quel composant faudrait-il changer dans le montage pour obtenir un redressement double alternance ? Donner son nom. Indiquer brièvement comment il est constitué.

    la diode doit être remplacée par un pont redresseur de Graetz
  2. Utilisation d'une lampe : une petite lampe porte sur son culot les indications suivantes : 6 V - 3 W
    - Calculer l'intensité du courant électrique qui la traverse.
    P= UI soit I= P/U = 3/6 = 0,5 A

    - En assimilant cette lampe à un conducteur ohmique, déterminer sa résistance dans les conditions de fonctionnement ci-dessus. Avec quel appareil pourrait-on vérifier le résultat trouvé ? Décrire la méthode utilisée.

    U= RI soit R= U/I = 6/0,5 = 12 W ; ohmètre branché aux bornes de la lampe lorsque celle-ci ne fait pas partie d'un circuit traversé par un courant.

    - Cette lampe est traversé par un courant de 0,25 A et la tension à ses bornes est 1,7 V. La lampe brille-t-elle normalement ? Pourquoi ?

    puissance absorbée par la lampe ; 1,7*0,25 = 0,42 W ; la lampe brille très peu, elle ne fonctionne pas dans les conditions nominales ( 6V à ses bornes)

cocher les cases convenables du tableau suivant en précisant les caractéristiques des différents supports informatiques :

possibilité d'effacer des données
capacité de stockage supérieure à 1 giga octets
nécessité d'un lecteur spécifique
peut transmettre un virus
coût < 15 euros
disquette
x

x
x
x
disque dur de l'ordinateur
x
x

x

CR-rom

x
x
x
CR-rom réinscriptible
x

x
x
x
cartouche Zip
x
x
x
x
x
disque dur USB amovible
x
x

x


Circuits électriques :

Compléter le tableau suivant :
nom
symbole
lampe
.........
.........
diode

........
Pour étudier un conducteur ohmique, on mesure simultanément l'intensité I qui le traverse et la tension U aux brnes, lorsqu'il est alimenté en courant continu. Quels appareils doit-on utiliser pour réaliser ces mesures ?

- Faire le schéma correspondant.

- Le constructeur précise la puissance maximale admissible P= 0,25 watt pour le conducteur ohmique de résistance R= 100 ohms. P= RI². Déterminer l'intensité maximale admissible pour ce conducteur.

réponse :

 
nom
symbole
lampe
transformateur
diode
pile

intensité maximale admissible pour ce conducteur : Imax = racine carrée (P/R )= racine carrée (0,25 / 100) =0,05 A.


Un transformateur porte l'indication : primaire 220 V / secondaire 6 V.

On alimente la bobine primaire avec une tension de 24 V. Indiquer la valeur de la tension lue au secondaire dans les deux cas suivants :
primaire : 24 V alternatif
primaire : 24 V continu
secondaire ......
secondaire ....
Pourquoi est-il dangereux d'alimenter le secondaire du transformateur avec une tension alternative de 24 V ?

réponse :

rapport de transformation : 220/6 = 36,66

Le transformateur modifie la valeur efficace d'une tension alternative ; il ne sert à rien en courant continu.
primaire : 24 V alternatif
primaire : 24 V continu
secondaire : 24/36,66 = 0,65 V
secondaire : zéro
Il dangereux d'alimenter le secondaire du transformateur avec une tension alternative de 24 V car la tension primaire est très élevée : 24*36,66 = 880 V

Risques très importants d'électrocution.


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