Bac Pro S.E.N. E 12 SESSION 2008

BACCALAURÉAT PROFESSIONNEL

Systèmes Électroniques NumériquesChamp professionnel : Alarme Sécurité Incendie

TRAVAUX PRATIQUES SCIENTIFIQUES SUR SYSTEMES

E 1 - Sous épreuve E 12 – Unité U 12

Durée : 3 heures Coefficient : 2

Le sujet comporte : 7 pages d’énoncé

1 page1s d’annexe

Le matériel autorisé comprend toutes les calculatrices de poche y compris les calculatrices programmables, alphanumériques ou à écran graphique à condition que leur fonctionnement soit autonome et qu’il ne soit pas fait usage d’imprimante (Réf. C n°99-186 du 16-11-1999).

La clarté des raisonnements et la qualité de la rédaction interviendront dans l’appréciation des copies.

NOM – PRÉNOM :

DATE :

SUJET N° 1 ALIMENTATION D’UNE ALARME ANTI-INTRUSION

CCF TP scientifiques sur systèmes 1 Bac Pro S.E.N. 1/8

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Dans la suite du document, ce symbole signifie « Appeler le professeur ».

Dans la suite du document, ce symbole signifie « Consulter l’annexe ».

Partie O Position du problème et objectifs

Un client, dont la maison est équipée d’une alarme anti-intrusion, vous appelle pour vous signaler le non

fonctionnement de celle-ci.

Lors de votre dialogue avec lui, ce client vous apparaît soucieux de connaître la cause de ce

disfonctionnement. Il relève un des éléments de votre argumentaire « car il faut une tension continue. »

Naturellement il vous demande « Mais comment obtient-on cette tension continue ? ».

Votre sens de la relation humaine et des rapports commerciaux, vous amène à devoir lui expliquer les

éléments de base du redressement et du filtrage. En particulier, vous allez devoir lui expliquer les

notions suivantes :

la valeur moyenne d’une tension ;

la lecture et l’interprétation d’un oscillogramme.

Partie 1 Matériel à disposition

Diodes

Résistor (1 k)

Condensateur

Générateur alternatif 12 V

Interface EsAO

Logiciel Atelier Scientifique

Multimètres

Partie 2 Tension alternative

1. Relever la valeur efficace et la valeur instantanée de la tension délivrée par le générateur.

Utiliser l’annexe pour l’utilisation du logiciel « Atelier Scientifique ».

Régler l’affichage pour visualiser deux périodes et une amplitude maximum sur l’écran d’affichage.

Appel 1 Faire vérifier le montage et les réglages.

Dans tout le TP, les mesures seront arrondies au dixième.

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On adopte les conventions d’écriture : T : période f : fréquence

Ū : valeur moyenne U : valeur efficace Û : valeur maximum

2. Effectuer les mesures suivantes.

T = ……… s

f = ……… Hz

Ū = ……… V U = ……… V Û = ……… V

3. Donner la relation entre la valeur maximum Û et la valeur efficace U d’une tension sinusoïdale.

4. Indiquer l’appareil de mesures à utiliser et la fonction AC , DC ou AC + DC à sélectionner.

T : ……………………………………………………………………………………………..

Ū : ……………………………………………………………………………………………..

U : ……………………………………………………………………………………………..

Û : ……………………………………………………………………………………………..

Appel n°2 Faire vérifier les mesures.

Partie 3 Redressement mono alternance

1. Proposer un schéma avec une charge constituée par un résistor de 1 k.

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2. Réaliser le montage.

Appel n°3 Faire vérifier le montage.

3. Mesure de la tension moyenne Ūmono.

Redressement mono alternance : tension moyenne Ūmono = ……… V

4. Relever, en rouge, l’allure de l’oscillogramme de la tension instantanée u.

Partie 4 Redressement bi alternance

1. Réaliser le montage ci-dessous constitué d’un pont de Graëtz constitué de 4 diodes.

Appel n°4 Faire vérifier le montage

Mettre sous tension en présence du professeur.

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ve

u

t

t

VR = 1 k~12 V

D1 D2

D3D4

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2. Mesure de la tension moyenne Ūbi.

Redressement bi alternance : tension moyenne Ūbi = ……… V

3. Relever, en rouge, l’allure de l’oscillogramme de la tension u.

Préciser les diodes passantes (conductrices) pendant la même durée.

Diodes passantes

4. Vérifier que les tensions moyennes Ūmono et Ūbi vérifient les relations :

Redressement mono alternance : Ū = Redressement bi alternance : Ū =

Ūmono = ……………………..… Ūbi = …………………….…

Comparer ces deux mesures et conclure.

Partie 5 Filtrage

1. Insérer dans le montage précédent un condensateur de 4,7 F aux bornes du résistor.

Attention ! Respecter la polarité du condensateur chimique.

Appel n°5 Faire vérifier le montage

Mettre sous tension en présence du professeur.

2. Interprétation de l’oscillogramme (courbe rouge).

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ve

u

t

t

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Entre les instants qui correspondent à B et C sur l’oscillogramme  

le condensateur se charge.

le condensateur se décharge dans la résistance.

Si les diodes D1 et D3 sont conductrices entre A et B, alors les diodes D2 et D4 sont conductrices 

entre les instants correspondant à B et C.

entre les instants qui correspondent à C et D.

3. Mesure de la tension moyenne Ū et calcul de la constance de temps = RC.

C1 = 4,7 F Ū1 = ……… V 1 = RC 1 = ……… s

……………………………………………………………………………………………………….

Changer le condensateur pour un condensateur de 2200 F.

C2 = 2200 F Ū2 = ……… V 2 = RC 2 = ……… s

……………………………………………………………………………………………………….

Appel n°6 Faire vérifier les mesures et les calculs.

4. Interprétation

La tension moyenne augmente lorsque

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B

A C

D

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la capacité du condensateur diminue. la capacité du condensateur augmente.

La tension u est pratiquement constante et le taux d’ondulation diminue lorsque 

la constante de temps diminue. la constante de temps augmente.

Partie 6 Conclusion

Après cette étude, que pourriez-vous répondre à votre client qui vous posait la question « Comment

obtient-on une tension continue ? ».

Aide : pour répondre pleinement à cette question, posez-vous des questions sur le rôle du redressement,

sur le redressement bi alternance et la tension moyenne et sur le rôle du condensateur.

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……………………………………………………………………………………………………….

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Vous disposiez pour la détection de la panne uniquement d’un multimètre permettant de mesurer la valeur

moyenne et la valeur maximum de la tension. Comment avez-vous détecté qu’une diode du pont de Graëtz

était défectueuse ?

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ANNEXE

FICHE TECHNIQUE DU LOGICIEL « ATELIER SCIENTIFIQUE »

Acquisition de la valeur instantanée et de la valeur efficace

d’une tension

Valeur efficace

Disposer l’adaptateur Voltmètre RMS

en ordonnées.

Glisser déposer le voltmètre en ordonnée.

Nommer la tension « Ueff ».

Obtenir l’affichage

de la tension.Cliquer sur le capteur de tension puis

Sur l’onglet « mesure ».

Valeur instantanée

Disposer l’entrée directe 6 en ordonnée.

Glisser déposer la voie 6 en ordonnée.

Nommer la tension « u ».

Sélectionnez le calibre adapté.

Disposer le temps en abscisse. Glisser déposer le temps en abscisse.

Allure de la courbe

- durée d’acquisition

- nombre de points enregistrés

- voie de synchronisation

- niveau montant ou descendant

Indiquer la durée d’acquisition, l’unité de temps et le

nombre de points.

Cocher Synchronisation.

Sélectionner l’entrée directe 6.

Cocher croissant.

Lancement de l’acquisition. Cliquer sur .

Nommer l’expérience puis cliquer sur « Lancer ».

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