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2009 ANNEE MONDIALE DE L'ASTRONOMIE
OUVREZ VOS YEUX et CONTEMPLEZ l'UNIVERS!
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Samedi 20 juin 2009
6
20
/06
/Juin
/2009
15:53
-
Publié dans : i-e1-a: Bac STI Génie Mécanique
1) un moteur CC de rendement 0,81 absorbe une puissance de 158W.
Calculer le moment de son couple utile à 15 tour/s
Correction: Pu = 0,81x158=128W Tu= Pu / 2piN Tu = 1,36Nm
2) un panneau solaire absorbe une puissance lumineuse moyenne ( journée moyennement nuageuse) E = 900W/m2 .
Sa surface sensible est d'aire A= 12 m2 et son rendement électrique après stockage est de 18%.
Calculer l'énergie stockée sous forme électrique W en 1 journée d'ensoleillement constant et de durée 10h
correction: Pu=12x900x0,18= 1944W W = Pu.t = 1944x10= 19 440 Wh= 19440x3600 = 70 MJ
3) un moteur à courant alternatif 50Hz 230V monophasé fournit un couple de moment utile Tu = 15 Nm à 2900 tours/min
Son rendement approche les 80% et son facteur de puissance vaut 0,92.
Calculer l'intensité I alimentant ce moteur en régime nominal.
correction: Pu = Tu.pi.n/30 Pa= Pu/r = UIcosf d'où I = Pu/ rUcosf AN: Pu = 4555,3W I = 23,4A
4) un alternateur fournit une tension de 230V et un courant de 10A à une charge de facteur de puissance 0,75.
Le réactance de l'alternateur vaut X = 5 Ohm
Calculer la fem d'une phase de cet alternateur.
(diagramme de Behn Eschenburg)
réponse: on trouvera E = 260V par construction graphique
5) un moteur triphasé fournit à 1420 tour/min une puissance utile de 500W sous 50Hz et 400V de tension composée.
son facteur de puissance vaut 0,87 au régime nominal et son rendement est estimé à 0,79.
Calculer la puissance électrique absorbée Pa et l'intensité absorbée par phase.
réponse: appliquant Boucherot triphasé Pa = UIrac(3)cosf on trouvera I = 0,95A (la connaissance de n est sans utilité ici).
6) une installation électrique consomme 4560W et 2874 VAR
calculer sa puissance apparente S et son facteur de puissance.
correction: S2 = P2 + Q2 donne S = 5390 VA cosf = P/S donne cosf = 0,846
7) dans une réaction chimique d'oxydo réduction, quel est le composé qui fournit des électrons à l'autre?
compléter les deux réactions: Cu + Zn2+ --> ?
Cu2+ + Zn --> ?
on précise que le cuivre est plus oxydant que le zinc.
seule réaction possible: Cu2+ + Zn --> Cu + Zn2+
au cours de cette réaction l'ion cuivre arrache 2 électrons à l'atome de zinc
8) une batterie de capacité de charge Q = 45 Ah et de tension nominale U=12V est complètement déchargée en 5h.
Calculer l'intensité moyenne <i> du courant de décharge et la puissance électrique fournie P par la batterie au cours de cette opération.
correction: <i> = Q / t soit <i> = 9A P = U<i> donne P = 108W
9) calculer l'intensité I du courant absorbée par une batterie de condensateurs de capacité C = 1 mF mise sous tension 230V et de fréquence 50 Hz.
correction: Z = 1/Cw et U = ZI donne I = CwU soit AN: I = 0,001x2.pi.50.230 = 72,2 A
10) un enroulement moteur triphasé a pour inductance 120 mH et pour résistance interne 2 ohm par phase
calculer la tension à ses bornes quand le moteur absorbe en montage D une intensité de ligne I = 18 A
correction: Z2 = r2 + (Lw)2 donne sous 50 Hz:
Z = 37,7 ohm
U = ZJ avec J = I/rac(3)
donne: U = 37,7 x 18 /rac(3) = 392 V
Calculer le moment de son couple utile à 15 tour/s
Correction: Pu = 0,81x158=128W Tu= Pu / 2piN Tu = 1,36Nm
2) un panneau solaire absorbe une puissance lumineuse moyenne ( journée moyennement nuageuse) E = 900W/m2 .
Sa surface sensible est d'aire A= 12 m2 et son rendement électrique après stockage est de 18%.
Calculer l'énergie stockée sous forme électrique W en 1 journée d'ensoleillement constant et de durée 10h
correction: Pu=12x900x0,18= 1944W W = Pu.t = 1944x10= 19 440 Wh= 19440x3600 = 70 MJ
3) un moteur à courant alternatif 50Hz 230V monophasé fournit un couple de moment utile Tu = 15 Nm à 2900 tours/min
Son rendement approche les 80% et son facteur de puissance vaut 0,92.
Calculer l'intensité I alimentant ce moteur en régime nominal.
correction: Pu = Tu.pi.n/30 Pa= Pu/r = UIcosf d'où I = Pu/ rUcosf AN: Pu = 4555,3W I = 23,4A
4) un alternateur fournit une tension de 230V et un courant de 10A à une charge de facteur de puissance 0,75.
Le réactance de l'alternateur vaut X = 5 Ohm
Calculer la fem d'une phase de cet alternateur.
(diagramme de Behn Eschenburg)
réponse: on trouvera E = 260V par construction graphique
5) un moteur triphasé fournit à 1420 tour/min une puissance utile de 500W sous 50Hz et 400V de tension composée.
son facteur de puissance vaut 0,87 au régime nominal et son rendement est estimé à 0,79.
Calculer la puissance électrique absorbée Pa et l'intensité absorbée par phase.
réponse: appliquant Boucherot triphasé Pa = UIrac(3)cosf on trouvera I = 0,95A (la connaissance de n est sans utilité ici).
6) une installation électrique consomme 4560W et 2874 VAR
calculer sa puissance apparente S et son facteur de puissance.
correction: S2 = P2 + Q2 donne S = 5390 VA cosf = P/S donne cosf = 0,846
7) dans une réaction chimique d'oxydo réduction, quel est le composé qui fournit des électrons à l'autre?
compléter les deux réactions: Cu + Zn2+ --> ?
Cu2+ + Zn --> ?
on précise que le cuivre est plus oxydant que le zinc.
seule réaction possible: Cu2+ + Zn --> Cu + Zn2+
au cours de cette réaction l'ion cuivre arrache 2 électrons à l'atome de zinc
8) une batterie de capacité de charge Q = 45 Ah et de tension nominale U=12V est complètement déchargée en 5h.
Calculer l'intensité moyenne <i> du courant de décharge et la puissance électrique fournie P par la batterie au cours de cette opération.
correction: <i> = Q / t soit <i> = 9A P = U<i> donne P = 108W
9) calculer l'intensité I du courant absorbée par une batterie de condensateurs de capacité C = 1 mF mise sous tension 230V et de fréquence 50 Hz.
correction: Z = 1/Cw et U = ZI donne I = CwU soit AN: I = 0,001x2.pi.50.230 = 72,2 A
10) un enroulement moteur triphasé a pour inductance 120 mH et pour résistance interne 2 ohm par phase
calculer la tension à ses bornes quand le moteur absorbe en montage D une intensité de ligne I = 18 A
correction: Z2 = r2 + (Lw)2 donne sous 50 Hz:
Z = 37,7 ohm
U = ZJ avec J = I/rac(3)
donne: U = 37,7 x 18 /rac(3) = 392 V
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