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ce blog est à vocation informative et éducative sur les sciences physiques en particulier et sur les autres sciences en général...il ouvre des pistes de réflexion, fournit des explications à la demande, propose des solutions...
il est aussi à vocation humaniste...c'est pourquoi d'autres rubriques sont ouvertes: art, philosophie, poésie...

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Lundi 16 octobre 2006
par jean marie bourven publié dans : i-e1-c: BTS MAI
Voici quelques exercices de mise en application du cours sur la puissance harmonique:

exercice 1

aux bornes d'un dipôle on relève à l'oscilloscope la tension u et, à l'aide d'une sonde de courant, une image de l'intensité i

selon l'oscillogramme ci-dessous, calculer la valeur de la puissance active
P = <p> absorbée par ce dipôle




correction: la mesure du décalage temporel donne en observant la figure:

                tau = 3T/4 - 2T/3 = T/12  avance de u par rapport à i

                il en découle que le déphasage est de  tau x 180 / T = 30°

                et que le facteur de puissance vaut  cos fi = 0,866
                la mesure des valeurs efficaces  U et I donne par le calcul :

                U = 25 / rac2 en V  et I = 800 / rac2  en mA soit aussi I  = 0,8 / rac2  en A

                remarque: rac2 .rac 2 = 2

                on a donc  pour la puissance active: P = UI cos fi = 0,5. Û.Î.cos fi
               
                ce qui donne:  P = 25.0,8.0,866 / 2 = 8,7 W



exercice 2:





déterminer les valeurs numériques des puissances P, Q et S du circuit présentant le diagramme de Fresnel ci-dessus

U = 127V    I = 1,4 A

correction:

P = UIcos fi  soit P = 127.1,4 cos 50° = 114 W
Q= UI sin fi   soit  Q = 127.1,4 sin 50° = 136 VAR

S = rac ( P² + Q² ) = 177 VA  ou aussi S = UI = 127.1,4 = 177 VA



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Dimanche 15 octobre 2006
par jean marie bourven publié dans : i-e1-c: BTS MAI
Eléments du cours traité demain:

rappel: un régime harmonique est du type  y = Yo cos ( wt + fi )

y est une intensité ou une tension
Y est son amplitude
t est le temps en seconde s 
w est la pulsation en rad/s 
fi un angle de phase à l'origine en rad

dipôle passif:

c'est:
un résistor de résistance R ( en ohm)
un enroulement d'inductance L ( en henry H)
un condensateur de capacité C ( en farad F)

impédance:

un dipôle électrique en régime harmonique est caractérisé par:

son impédance complexe:

              z = R + jX   où  R = résistance   X = réactance   et j² = -1
                                             en ohm            en ohm

et son impédance ohmique Z:   Z = rac (R² + X²) en ohm

effets du courant sur un dipôle:

traversé par un courant harmonique d'intensité efficace I, une tension harmonique de valeur efficace U ( en volt) s'établit à ses bornes:
avec U = ZI

ainsi que  deux puissances  absorbées par le dipôle:

la puissance active ( convertie en chaleur par effet Joule)  P = RI²  en watt

la puissance réactive ( d'origine électro-magnétique )        Q = XI²  en VAR

on définit enfin:

la puissance apparente  S 
égale au produit UI et telle que:

 S = UI = ZI²   en VA    ou encore: S
= rac ( P² + Q² )

mesurages et mesureurs adaptés:

la puissance active est mesurée par le wattmètre TRMS

la puissance apparente est mesurée par un couple (ampèremètre, voltmètre) chacun en mode AC

la puissance réactive est, soit calculée, soit mesurée par un varmètre

théorème de Boucherot: quelque soit le type de branchement, parallèle ou série

P = somme ( P de chaque dipôle)
Q = somme ( Q de chaque dipôle)
S = rac ( P² + Q²)

il en résulte le tableau suivant pour les principales associations en régime harmonique

tableau des puissances en régime harmonique monophasé:

dipôle           P                    Q                                   S

R              RI² = U²/R           0                               RI² = U²/ R

L              0                      LwI² = U²/ Lw               LwI² = U² /Lw
     
C              0                    - I²/Cw = - CwU²            I²/Cw = CwU²

associations série avec I commune aux 2 dipôles

R-L           RI²                    LwI²                          I² rac ( R² + L²w²)

R-C          RI²                     -I²/Cw                       I² rac ( R² + 1 /C²w²)

associations parallèles avec U commune aux 2 dipôles

R//L         U²/R                   U²/Lw                        U² rac ( 1/R² + 1/ L²w²)

R//C         U²/R                  -CwU²                        U² rac ( 1/R² + C²w²)



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Vendredi 13 octobre 2006
par jean marie bourven publié dans : i-e 4: Licence Pro ATC TECAME IUT de Blois OPTIQUE

voici le projet de programme du cours d'Optique semaines 41 42

les parties traitées sont en orange

celles restant à traiter sont en jaune


Notions générales utiles à l'optique photographique

- le photon quantum de lumière

origine de sa découverte: l'effet photoélectrique

équivalence énergie-fréquence

- le spectre de la lumière

observation courante par réfraction

observation par diffraction


- les couleurs

la synthèse additive ( RVB)

la synthèse soustractive ( CMJ)

- la vibration lumineuse

aspect ondulatoire de la lumière

le champ électrique, l'éclairement

le rayon direction de la propagation

- dévier un rayon

la réfraction

la réflexion

- image d'un point

sa construction par un réfracteur

sa construction par un réflecteur

le stigmatisme

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Vendredi 13 octobre 2006
par jean marie bourven publié dans : i-e 4: Licence Pro ATC TECAME IUT de Blois OPTIQUE
chers Etudiants de licence ACT:

voici une documentation intéressante concernant la structure de l'oeil, réalisée par un de mes collègues d'optique et que je vous conseille de consulter:

allez ici
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Vendredi 13 octobre 2006
par jean marie bourven publié dans : i-e1-a: Bac STI Génie Mécanique
chers élèves de TSTI mécanique

voici comme promis la correction du contôle C2:  thème de l'énergie

cours 1:

- définition du travail de la force en translation

W = vecteur F .vecteur AB = F AB cos a   où a = angle de AB vers F

- sous quelles conditions ce travail est-il nul ?

il suffit que F= O ou AB = O ou encore cos a = O  ( a= 90° ou 270°)

cours 2:

- travail du poids le long d'un denivelé h

W = mgh cos a  avec a = 0 ou 180°

quelque soit la forme de la trajectoire suivie

- dans quelle circonstance ce travail est-il résistant ?

le travail est résistant lorsqu'il est négatif   c.a.d. : a = 180°

cette situation se produit lorsqu'on remonte le centre de gravité du corps considéré dans le champ de pesanteur.

ex: élévation d'une charge par une grue

exercice 1:

Une force F de 150N se déplace avec un angle de 100° le long d?un rail de 4m

calculer son travail mécanique:   W = 150.4.cos 100° = - 104 J  ( résistant)

exercice 2:

une chute d'eau de débit 10 m3.s-1 présente un dénivelé de 60 m

elle alimente une turbine de rendement 0,85 qui entraîne un alternateur de rendement 0,81

masse volumique de l'eau: r = 103 kg.m-3 

1) calculer la puissance mécanique fournie par la chute d?eau

la puissance recherchée revient à calculer le travail mécanique du poids de l'eau actionnant la turbine en 1 seconde 

avec D le débit ( en m3.s-1) on a donc

travail du poids de l'eau  W = Mgh

or M = D.r => W = Drgh

A.N: W = 10.103.9,8.60 = 5,9 106

donc P = W/dt  = 5,9.106/1= 5,9 MW

2) calculer le rendement du groupe turbine-alternateur

lorsque deux machines M1 et M2 sont en cascade, la puissance utile de la première devient la puissance absorbée de la seconde

en conséquence on peut écrire sur le rendement R du groupe " M1-M2 " :

                      R = R1 . R2  

soit ici A.N.: R = 0,85 . 0,81 = 0,69

3) déterminer l' énergie électrique W fournie par l'alternateur au réseau EDF en 24h

la puissance mécanique de la chute d'eau se convertit en puissance électrique en sotrtie de l'alternateur; tenant compte du rendement calculé on a donc:

Pelec = P.R  

pour une durée T de 24h cela correspond à une énergie:

W' = Pelec. T= P.R.T



exprimer ce résultat en Joule puis en kWh

on a trouvé au 1)  P = 5,9 MW  et on remarque que T = 24.3600 = 86400 s

donc ...

A.N.:   W' = 5,9.106. 0,69. 86400 =  351 109 J

         1 kWh représente : 103.3600 = 3.6 106 J

         d'où W' = 98 103 kWh soit environ 100 MWh

autrement:    W' = 5,9.0,69*.24 = 98 MWh environ 100  (plus simple)

*: merci à Jérémy qui a signalé une erreur de saisie

Exercice 3 :

 

 

rem: 

le GND ( isopotentielle 0V) est obligatoirement à mi hauteur des crêtes puisque les tensions sont harmoniques ( donc symétriques)


avec Û = Y.cal  on a donc:  Û1 = 3,5.1 = 3,5V  Û2 = 3.2 = 6V

 

avec T = X.bdt on a donc:  T1 = T2 = 6.1 = 6ms

 

d’où f1 = f2 = 1/ T1 = 1/T2   soit  0,167 kHz = 167 Hz

 

le décalage temporel entre les deux tensions est de 2 div soit 2 ms qui représente T/3

 

 

le spot défile toujours de la gauche vers la droite sur l'écran d'un oscillo

donc un évènement situé à gauche se produit avant un autre évènement situé à sa droite...choisissant un sommet comme évènement on remarque donc que la tension u1 avance de T/3 sur la tension u2  cela correspond à un déphasage de 2 p /3 rad avance

 

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