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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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Dimanche 24 février 2008
publié dans : i-e1-b:Cahier de texte TSTI M

TSTI Génie Mécanique sem 9:

Cours: introduction au systèmes triphasés

- rappel sur le monophasé: chronogramme des grandeurs sinusoïdales, paramètres: Û, U,  <u> ,  T et f , déphasage.

- description d'un système triphasé équilibré: montage étoile, montage triangle


- expériences fondamentales du cours 



TP:  Hacheur série

réalisation et essais

mesures sur le pilotage du moteur CC par un hacheur.
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Vendredi 22 février 2008
publié dans : i-e 6: CFBS Faisceaux Hertziens

Faisceaux Hertziens: Correction de l'évaluation Décembre 2007

EVALUATION FH     groupe  TSEF ( MinDef)           14 décembre 2008  

        
                BILAN DE PUISSANCE d'un FH numérique


ETUDE DE LA LIAISON

1)    à partir de l'équation des télécommunications: 

       PR = PE + G1 +G2 -AEL – Pertes - AS                                                                          
       
compléter le bilan de puissance ci-dessous du projet de  liaison duplex  suivant :

Liaison hyperfréquence terrestre en milieu tempéré      

AS moyen du mois le plus défavorable: 35 dB

Liaison       fréquence : 7,4 GHz   distance 30 km
          
Puissance Emise 15W             Niveau PE:     ? dBm   

rép:  PE = 41,8 dBm
    
Gain des Antennes                   Niveau : 36 dB par antenne

Espace Libre                              Niveau AEL :  ? dB 

rappel:  niveau AEL en dB    

AEL = 92,44 + 20log f(GHz) + 20logd(km)      

rép: AEL= 139, 4 dB

Pertes des Feeders (installation standart)    8 dB par antenne en moyenne
            

Perte de Branchement          par antenne:  5 dB
    
Puissance Reçue          Niveau  PR :    ?  dBm              

Pertes: 8x2 +  5x2 = 26 dB                     

rép: PR = - 86,6 dBm




RECHERCHE DU  CHAMP ELECTRIQUE RECU DANS LES CONDITIONS DE LA LIAISON

2)    on rappelle que l'aire équivalente Ar d'une antenne est définie par:  G = 4π Ar / λ²

      2a) calculer la longueur d’onde λ de la porteuse  

     rép: 4 cm

      2b) en déduire l’aire équivalente Ar de chaque antenne en dm² et son diamètre D

       données :  c = 300 000 km.s –1

    rép:  Ar = 103,6. (4 10-4)2/ 4pi = 0,52 m2  D = 8 dm

3)    on rappelle que la puissance reçue  vaut    Pr = 10 – PR / 10   et  que   S = E ²/z  

       3a) extraire du résultat PR la valeur du vecteur de Poynting S en Wm-²  

    rép: S= 10-PR/10 / Ar    S = 4,2 10-12 W.m-2
 
       3b) en déduire  celle du champ électrique reçu  E  en V.m- 1 puis en µV.m -1  
     
       donnée : impédance de l’air Z = 377 Ω

       rép: E2 = S.z   d'où E = rac ( 4,2.10-12.377) = 3,9.10-5 V.m-1 = 40 microV / m

       3 c) quel est l’intérêt de connaître cette valeur dans le cas d’un choix de matériel récepteur ?

       rép: la connaissance du champ est essentielle pour juger de la qualité de la réception
               par rapport à la sensibilité du récepteur
       

CONFIGURATION du FAISCEAU et CONSTRUCTION des PYLÔNES

4)    calculer le rayon  r du premier ellipsoïde de Fresnel à mi-distance de la liaison

      rép: le rayon du premier éllipsoïde de Fresnel à mi-distance  
              vaut r = 0,5 rac( lamda.d)

      où lamda est la longueur d'onde et d la distance émetteur-réceteur...  r = 17,4 m

5)    ce FH est tiré au dessus d'une forêt en terrain « horizontal » dont la valeur des hauteurs d'arbres est

        uniformément de 15m; les points de départ et d’arrivée de la liaison sont chacun à l’altitude relative 0m

        calculer les hauteurs de pylônes à prévoir pour un tir FH à vue

       donnée : rayon moyen de la Terre a= 6370 km    réfraction moyenne    k = 1,33

       réponse: hauteur de rotondité à mi distance  h = d2/ 8 ka   h= 13,3m

       avec H = 15m la hauteur es obstacles à mi-distance on a: h' = h + r + H = 45,7m


CALCUL des MARGES / normes UIT-R

Le FH  porte une modulation MDP-8  au débit de 68 Mbits/s  
Le seuil de réception pour un TEB < 10-3 est fixé à Ps = - 82 dBm

 Les valeurs de référence du UIT-R sont pour 8 états de phase:
 Mo = 27dB   do = 50 km   Do = 68 Mbits/s   fo = 4 GHz

Les corrections dites marges sélectives sont données par

ΔMS1 = - 20log d/do     pour la distance
ΔMS2 =   20 log f/fo       pour la fréquence

1)    calculer la marge brute MB du FH

réponse: MB = PR - PS = - 4,6 dB  ( attention à l'unité ici dB pas dBm)

2)    faire le bilan des marges sélectives MS

MS = M0 + MS1 + MS2 = 27 -20log30/50 + 20log7,4/4

réponse: MS = 27+ 4,43 + 5,34 = 36,8 dB

3)     en déduire la marge nette  MN = -10 log ( 10 -MS/10 + 10-MB/10 )

réponse: MN = - 4,6 dB

4)    pour ce FH l'UIT-R fixerait  le temps relatif de dépassement p du TEB = 10-3 à :

 10 log p = 35log d(km) + 10log  f (GHz) - 78,5 - MN(dB)

  estimer p et comparer le à la norme  po = 10-5  (objectif de qualité)

réponse: p = 0,05   ce qui évidemment n'est pas bon du tout car  p >> p0

 CONCLUSION:
 
L’objectif de qualité est-il atteint ?

Non bien sûr.

Analysons la raison de cette invalidité: si l'on ne tient pas compte de l'affaiblissement supplémentaire de 35 dB du à la météo du mois le plus défavorable, on reprendrait le calcul à PR = - 41,6 dBm valeur qui conduirait au résultat p = 10 -5,3 ce qui validerait le FH selon la norme UIT-R ...ainsi c'est cet affaiblissement AS qui pose le problème.

Afin de franchitr ces -35 dB il suffirait d'augmenter la puissance émise PE, et les deux gains d'antenne, par exemple en posant delta PE = 10 dB  et delta G = 10 dB par antenne et de réduire les pertes de 5 dB.

Il est clair qu'une action sur la fréquence serait aussi judicieuse en choisissant une valeur f < 7,4 GHz de façon à diminuer la marge MS2.

Annexe :

tous les logarithmes sont décimaux :

log 1 =0
log 10 = 1  
log ab = loga + log b  
log a/b = loga – logb    
log 10 n = n


définition du dB:      XdB = 10 log X    X dBref  = 10 log (X / ref )  exemple  X dBm = 10 log  ( X / 10-3 )



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Vendredi 22 février 2008
publié dans : i-e1-d: Cahier de texte MAI 1

BTS MAI 1: sem 9

sem 9: 

TP: lundi 24 et jeudi 28  02 2008

L'amplificateur opérationnel en boucle fermée:

- inverseur

- non inverseur

- suiveur

comportement en signal continu et en signal sinusoïdal

Cours: mardi 26 02 2008

L'auto-induction

L'inductance L d'une bobine


--> en préparation à ce cours vous trouverez un exercice sur la loi uL = L.di/dt

adresse: http://www.jmbprofessionnel.org/article-16907250.html

il comporte 6 calculs élémentaires à bien maîtriser en électrotechnique

Il sera corrigé à l'amorce du cours      bonne fin de vacances JMB
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Vendredi 22 février 2008
publié dans : i-e3-b: Cahier de texte TPIL 2

BTS TPIL2 Voyage du 14 Mars à Nançay

INFORMATION

Le vendredi 14  Mars nous partirons à 12h15 du lycée

pour nous rendre à Nançay .


Le prix de la visite est de 5 euros

nous utiliserons les véhicules des professeurs accompagnateurs ( 3 étudiants / voiture)

il vous faudra compter une somme de  7 euros aller retour pour participations aux frais de route.


Aussi, pour la rentrée du  lundi 25 Février je vous demanderai de m'apporter une avance par chèque

ou numéraire de 12 euros.


programme:

à 13h45 arrivée au parking de l'observatoire

14h: prise en charge du groupe par Mr Matthieu Bauvais

         visite des installations radioastronomiques ( radiotélescope, antennes interférométriques)

15h30:  TP réalisé sur le radiotélescope:

-  échelles de distance et de temps

- mesurage d'un effet Doppler et de la constante de Hubble ( fuite des galaxies)

17h:  fin des activités et retour sur Orléans ( ou sur Bourges pour Benjamin et Marc)




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Jeudi 21 février 2008
publié dans : i-e1-c: BTS MAI

BTS MAI 1 sem 8 sem 9 exercice de préparation au cours

aafin de préparer le cours  sur l'inductance qui sera présenté mardi, et  en application de la lecture  de l'article suivant:  http://www.jmbprofessionnel.org/article-6765134.html  que je vous ai remis sous forme de polycopié avant le départ en vacances, je vous propose de réfléchir à l'exercice suivant:


Une bobine de L= 0,5 H d'inductance et de résistance r =0  est soumise à la variation de courant décrite ci-dessous:

undefined
   la valeur maximale de l'intensité étant de Imax= 1A
   et sa valeur minimale comme indiqué étant de Imin= - 0,75A.
 

   On rappelle que la tension induite aux bornes d'une inductance pure est donnée par la relation:

                     uL (t) = L.di/dt    où di/dt est la dérivée de l'intensité par rapport au temps.

   1° ) calculer l'instant t1 pour lequel il y a changement du coefficient directeur de i(t)

   2°) représenter sur le graphique ci-dessus les variations de la tension uL

   3°) calculer la valeur moyenne <uL> de cette tension pendant la durée de cette variation

   4°) calculer la valeur moyenne  <i> de l'intensité
  
   5°) calculer  la valeur moyenne de la puissance absorbée <ui>

   6°) comparer ce résultat au produit <u>.<i>  et conclure.
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