MESURES ET ESSAIS Sujet N 6 TRANSFORMATEUR ...

UNIVERSITE DE DAKAR - BACCALAUREAT DE L’ENSEIGNEMENT DU SECOND DEGRE TECHNIQUE

Durée : …… 04 H Epreuve

MESURES ET ESSAIS

Série : T2

Coefficient : 03 1er Groupe

Feuille N° 1/2 Code : 13 T 17 A 01

Sujet No 6 TRANSFORMATEUR MONOPHASE REMARQUE

A l’intention de tous les correcteurs, surveillants et candidats des épreuves de Mesures et Essais.

1. L’épreuve dure 4 heures au total (préparation, manipulation et compte rendu). 2. La préparation nécessite l’usage d’un papier carbone. L’original est obligatoirement remis au correcteur

avant que le candidat ne commence la manipulation proprement dite. 3. La préparation est prévue pour 1 heure, à titre indicatif. Si un candidat finit sa préparation avant le temps

imparti à titre indicatif, il est autorisé à commencer la manipulation. 4. Le candidat, à la fin de la préparation rend l’original et garde la copie au carbone pour toute la durée de la

manipulation. 5. La partie manipulation de l’épreuve n’est remise au candidat que si et seulement s’il rend l’original de la

préparation. 6. Le candidat à la fin de l’épreuve (préparation, manipulation et compte rendu) doit obligatoirement rendre la

copie au carbone de la préparation et le compte rendu de la manipulation.

I. Préparation : (1h)

I.1 Donner trois fonctions que peut jouer le transformateur monophasé.

I.2 Relever les grandeurs caractéristiques du transformateur sur sa plaque signalétique ; Puis calculer les

courants nominaux primaire et secondaire.

I.3 Réaliser le schéma de montage permettant de déterminer les pertes fers Pf, puis donner l’expression de

ces pertes fers.

I.4 Réaliser le schéma de montage permettant de relever les pertes cuivre et de déterminer les éléments de

KAPP.

I.5 Réaliser le schéma de montage permettant de déterminer le rendement par la méthode directe.

I.6 Quand-est-ce que le rendement du transformateur est maximum ?

I.7 Donner les allures des courbes P10 = f(I10) et P10 = f(U10).

NB : Les caractéristiques de la machine entraînée seront relevées par les candidats sur le plateau d’essai du centre d’examen. Cette machine sera indiquée aux candidats par les examinateurs.



MESURES ET ESSAIS

Série : T2



SUJET NO6 TRANSFORMATEUR MONOPHASE REMARQUE

1- Cette deuxième partie de l’épreuve appelée manipulation n’est remise au candidat que si et seulement s’il

rend l’original de la préparation. 2- Le candidat à la fin de l’épreuve (préparation, manipulation et compte rendu) doit obligatoirement rendre la


II. Manipulation : (3h)

II.1 Réaliser le montage permettant de faire l’essai à vide, faire varier U1 de 0 à U1N puis calculer m à la valeur

nominale et tracer les courbes P1 = f(I10) et P10 = f(U10).

II.2 Pourquoi la puissance mesurée à vide représente les pertes fers ?

II.3 Réaliser le montage permettant de faire l’essai en court-circuit, faire varier I2cc de 0 à I2N puis déterminer

les éléments de KAPP à la valeur nominale.

II.4 Pourquoi la puissance mesurée en court-circuit représente les pertes cuivre ?

II.5 Réaliser le montage permettant de déterminer le rendement par la méthode directe.

II.6 Déterminer le rendement par la méthode des pertes séparées à la valeur nominale.

II.7 Déterminer le rendement maximum.

II.8 Pourquoi les pertes fers sont constantes en charge ?

Matériels :

1 transformateur monophasé ;

1 charge résistive ;

2 wattmètres ;

2 voltmètres ;

2 ampèremètres ;

2 papiers millimétrés ;

1 papier carbone ;

1 trombone.

NB : le candidat ajoutera à la liste de matériel ci-dessus le complément (accessoires, appareils de mesure) relatives à la machine entraînée qui lui sera indiquée par l’examinateur.



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Série : T2



SUJET NO 7 GENERATRICE A COURANT CONTINU A EXCITATION SEPAREE REMARQUE








I. Préparation :(1h)

I.1 Relever sur la plaque signalétique de la génératrice les grandeurs caractéristiques.

I.2 Réaliser le schéma de montage permettant de relever et de tracer la courbe d’aimantation Ev=f(i) à

vitesse de rotation nominale nN=constante à vide, de relever et de tracer les caractéristiques U=f(I), h=f(I), RI=f(I)

et Ԑ=f(I) à i=constante et n=constante en charge.

I.3 Donner l’allure des courbes Ev = f(i), U = f(I), h = f(I),= f(I) à i constant et n constante.

I.4 Qu’appelle-t-on f.é.m rémanente ?

I.5 Expliquer brièvement le phénomène de la réaction magnétique de l’induit.

I.6 Quand est ce qu’on dit que la machine est compensée ?

Ev = f.é.m à vide

i = courant d’excitation de la génératrice.

in = courant nominal d’excitation.

n = vitesse en tr/mn.

nn = vitesse nominale de la machine en tr/mn.

I = courant d’induit de la génératrice en charge.

In = courant nominal d’induit.

U = tension d’induit en charge.

Un = tension nominale d’induit de la génératrice en charge.

R = résistance totale d’induit entre balais, à chaud.

= réactance magnétique d’induit.




ESSAIS ET MESURES

Série : T2



SUJET NO 7 GENERATRICE A COURANT CONTINU A EXCITATION SEPAREE

REMARQUE 1- Cette deuxième partie de l’épreuve appelée manipulation n’est remise au candidat que si et seulement s’il




II.1 Réaliser le montage puis relever la courbe d’aimantation à vide Ev = f(i) à n=constante, on fera varier le

courant d’excitation de 0 à 1,2iN puis de 1,2iN à 0.

II.2 Interpréter la courbe obtenue.

II.3 Relever la caractéristique en charge U = f(I) à n = constante et i=constante, puis tracer cette courbe.

II.4 Pour I variant de 0 à la valeur nominale In, déterminer les chutes de tension correspondantes (h, RI et Ԑ),

puis tracer les caractéristiques de ces chutes de tension en fonction du courant d’induit h = f(I), Ԑ = f(I), RI = f(I) à

n=constante et i=constante.

Ev = f.é.m à vide.

i = courant d’excitation de la génératrice.

in = courant nominal d’excitation.

n = vitesse en tr/mn.

nn = vitesse nominale de la machine en tr/mn.

I = courant d’induit de la génératrice en charge.

In = courant nominal d’induit.

U = tension d’induit en charge.

Un = tension nominale d’induit de la génératrice en charge.

R = résistance totale d’induit entre balais, à chaud.

= réactance magnétique d’induit.

Matériels :

2 ampèremètres ;

2 voltmètres ;

1 groupe moteur-génératrice ;

1 alimentation continue ;


1 rhéostat d’excitation ;


1 papier carbone ;

1 trombone ;

1 tachymètre.




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Série : T2



SUJET NO 8 MOTEUR ASYNCHRONE TRIPHASE A ROTOR BOBINE (Accouplé à une dynamo balance)

REMARQUE









I.1 Relever les caractéristiques du moteur asynchrone à partir de sa plaque signalétique.

I.2 Déduire le nombre de paires de pôles du moteur asynchrone.

I.3 Calculer le glissement au point de fonctionnement nominal (gn %).

I.4 Réaliser le schéma de montage permettant de déterminer le rendement (η %) par la méthode directe.




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Série : T2



Sujet No8 MOTEUR ASYNCHRONE TRIPHASE A ROTOR BOBINE

(Accouplé à une dynamo balance)

REMARQUE

1- Cette deuxième partie de l’épreuve appelée manipulation n’est remise au candidat que si et seulement s’il rend l’original de la préparation.

2- Le candidat à la fin de l’épreuve (préparation, manipulation et compte rendu) doit obligatoirement rendre la copie au carbone de la préparation et le compte rendu de la manipulation.


II.1 Réaliser le montage puis mesurer la puissance active absorbée à vide (Pa0) et le courant à vide I0. Puis

déterminer les pertes constantes.

II.2Pour les deux valeurs de courant absorbé par le moteur I = 0.75In et I = In :

II.2.1 Mesurer la puissance absorbée (Pa) correspondante.

II.2.2 Déterminer la puissance utile correspondante.

II.2.3 Déterminer le glissement (g %) du moteur correspondant.

II.2.4 Déterminer le rendement par la méthode directe.

II.2.5 Déterminer le rendement par la méthode indirecte.

I = courant en ligne du moteur asynchrone.

In = courant nominal en ligne du moteur asynchrone

MATERIELS :

2 voltmètres ;

3 ampèremètres ;

2 wattmètres ;

1 groupe moteur-dynamo-balance ;

1 tachymètre ou stroboscope ;


1 plan de charge résistive ;

1rhéostat de démarrage ;


1 papier carbone ;

1 trombone.




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Série : T2


Feuille N°1/2 Code : 13 T 17 A 01

SUJET N09 MOTEUR A COURANT CONTINU A EXCITATION SHUNT

REMARQUE









I.1 Donner le schéma de montage permettant de relever et de tracer la caractéristique

n = f(i), à U = Un = constante à vide ; de relever et de tracer les caractéristiques n = f(I) et Cu = f(n) à U

= Un = constante et i = constante en charge.

I.2 Expliquer le rôle du rhéostat de démarrage.

I.3 Qu’est ce qui se passe si on ouvre le circuit inducteur d’un moteur à courant continu en

fonctionnement ? justifier.

I.4 Donner l’allure des courbes suivantes :

I.4.1 n = f(i) à U = Un = constante, n = f(I).

I.4.2 Cu = f(n) à U = constante et i = constante.

U = tension d’alimentation. Un = tension nominale d’alimentation. I = courant d’induit. n = vitesse de rotation en tr/mn. i = courant d’excitation. Cu = couple utile.




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Série : T2


Feuille N°2/2 Code : 13 T 17 A 01

SUJET N09 MOTEUR A COURANT CONTINU A EXCITATION SHUNT REMARQUE




II. Manipulation (3h)

II.1 Réaliser le montage permettant de relever la caractéristique n = f(i) à U = constante.

II.2 Relever et tracer la courbe n = f(i) à Un=constante, puis calculer la puissance absorbée par le moteur et

déduire les pertes joules inducteurs et les pertes constantes.

II.3 Réaliser le montage permettant de relever la caractéristique n = f(I) à U = constante et i = constante,

relever et tracer les courbes n = f(I) et Cu = f(n) à U = Un= constante et i = constant.

II.4 Mesurer la résistance de l’induit à chaud.

II.5 Calculer la puissance absorbée par le moteur, puis déterminer les pertes joules inducteur et induit.

II.6 Déterminer le rendement nominal du moteur par la méthode directe et par la méthode des pertes

séparées.

II.7 Comparer les deux rendements et conclure.

MATERIELS :

2 ampèremètres ;

1 voltmètre ;

1 rhéostat de démarrage LEM;


1 tachymètre ;


1 plan de charge résistive ;

1 alimentation continue ;


1 papier carbone ;

1 trombone.




MESURES ET ESSAIS

Série : T2


Feuille N°1/2 Code : 13 T 17 A01

SUJET NO10 GENERATRICE A COURANT CONTINU A EXCITATION SHUNT REMARQUE








I. Préparation (1h)

I.1 Expliquer le phénomène de l’amorçage de la génératrice shunt.

I.2 Réaliser le schéma de montage permettant de relever la caractéristique externe U = f(I) et la

caractéristique de réglage i = f(I) en charge à n = nn = constante.

I.3 A vitesse constante (n = nn), donner l’allure de ces courbes.

U = tension d’induit. I = courant d’induit. n = vitesse de rotation en tr/mn. i = courant d’excitation. nn = vitesse nominale de rotation.




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Série : T2


Feuille N°2/2 Code : 13 T 17 A01

SUJET NO 10 GENERATRICE A COURANT CONTINU A EXCITATION SHUNT REMARQUE




II. Manipulation (3h)

II.1 Réaliser le schéma de montage permettant de faire l’essai en charge.

II.2 S’assurer que la génératrice s’est amorcée, si non effectuer les réglages nécessaires.

II.3 Relever puis tracer la caractéristique de réglage i = f(I) à n = constante et U = constante, interpréter la

courbe.

II.4 Relever puis tracer la caractéristique en charge U = f(I) à vitesse constante n = nn et i=constante.

II.5 Mesurer la résistance R de l’induit à chaud.

II.6 Calculer la chute de tension due à la résistance de l’induit au point nominal, celle due à la réaction

magnétique de l’induit et la chute de tension totale.

Matériels :

2 voltmètres ;

3 ampèremètres ;

2 rhéostats d’excitation ;


1 tachymètre ;



1 papier carbone ;

1 trombone.


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