alimentation d'une alarme...
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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
Bac Pro S.E.N. E 12 SESSION 2008
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
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Changer le condensateur pour un condensateur de 2200 F.
C2 = 2200 F Ū2 = ……… V 2 = RC 2 = ……… s
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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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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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