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

Transcription

1 SUJET N O 1 : REDRESSEMENT SIMPLE ET DOUBLE ALTERNANCE 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 PREPARATION (1h) I. Nous disposons d une alimentation continue variable, d une résistance et d une diode. I.1 Proposer un schéma permettant de tracer la caractéristique directe de la diode Id = f (Ud) en branchant les appareils appropriés. I.2 Donner l allure de la courbe Id = f (Ud). II. Nous disposons d une diode idéale et d une résistance de 1 kω et nous remplaçons l alimentation continue variable avec un transformateur 220 V/12 V. II.1 Quel est l état de la diode à l alternance positive? II.2 Quel est l état de la diode à l alternance négative? II.3 Tracer l allure de la courbe du redressement simple alternance. II.4 Calculer : II 4.1 La valeur moyenne Vsmoy. II 4.2 La valeur efficace Vseff. III. Proposer un schéma permettant le redressement double alternance avec pont de Graetz. III.1 Donner l allure de la tension d entrée ve(t) et de la tension de sortie vs(t) en concordance de temps. III.2 Le pont de Graetz alimenté par un transformateur 220 V/12 V débite sur une résistance de 1kΩ. III.2.1 Quelle est la valeur moyenne Vsmoy de la tension aux bornes de la résistance? III.2.2 Quelle est la valeur moyenne du courant Imoy qui traverse la résistance? Feuille N 1/2 Code : 13 T 17 A 01

2 SUJET N O 1 : REDRESSEMENT SIMPLE ET DOUBLE ALTERNANCE 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 MANIPULATION (3h) REDRESSEMENT SIMPLE ALTERNANCE 220V/12V V 50Hz Ve R Vs II. I.1 Réaliser le montage du schéma ci-dessus en insérant les appareils appropriés pour mesurer la valeur efficace et la valeur moyenne de la tension aux bornes de la résistance. Puis mesurer Vseff et Vsmoy. I.2 Relever à l oscilloscope ve(t) et vs(t). Monter en parallèle avec la résistance un condensateur de 470µF. II.1 Relever à l oscilloscope vs(t) aux bornes de la diode. Que constatez-vous? REDRESSEMENT DOUBLE ALTERNANCE 220V/12V V 50Hz Ve R Vs II.2 Réaliser le montage du schéma ci-dessus en insérant les appareils appropriés pour mesurer la valeur efficace et la valeur moyenne aux bornes de la résistance. Puis mesurer Vseff et Vsmoy. II.3 Relever à l oscilloscope ve(t) et vs(t). III Placer un condensateur en parallèle avec la résistance. III.1 Relever ve(t) et vs(t). III.1 Mesurer à nouveau la tension moyenne Vsmoy. Que constate t-on? Listes des matériels 01 transformateur 220 V/12 V-50Hz ; 01 oscilloscope bicourbe ; 01 résistance de 1 kω ; 02 feuilles de brouillon ; 01 condensateur polarisé 470 µf 25 V ; 02 feuilles de copie double ; 04 diode 1N4007 ; 01 feuille de papier millimétré 01 voltmètre magnétoélectrique ou numérique DC ; 01 voltmètre ferromagnétique ou numérique RMS ; 01 papier carbone. Feuille N 2/2 Code : 13 T 17 A 01

3 SUJET N O 2 : ECRETEUR A DIODE ZENER 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 PREPARATION (1h) U1 U2 Dans le montage de la figure ci-dessus, la tension Vz = 6,8 V. Le courant maximal admissible dans la Diode est 1. Calculer la valeur de la résistance. est constante et égale à 12 V. la tension zéner est max=150 ma. Dans la suite de l exercice, nous prenons = 39 Ω 2. Entre quelles valeurs et la résistance peut-elle varier pour que reste égale à 6,8 V sans risque de détérioration pour la diode zéner? La différence entre R 2 et R 2 détermine la plage de régulation de la diode zéner. 3. A quelle étape de fonctionnement correspond R 2? 4. A quelle étape de fonctionnement correspond R 2? Feuille N 1/2 Code : 13 T 17 A 01

4 SUJET N O 2 : ECRETEUR A DIODE ZENER 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 MANIPULATION (3h) Rp Rp E variable de 0 à 12V Rc=1000Ω Figure 1 I. Etude du montage de la figure 1 Figure 2 I.1 Réaliser le montage de la figure 1 en insérant les appareils appropriés pour mesurer le courant et la tension aux bornes de la diode zener. I.2 Compléter le tableau de mesure Iz = f (Vz) en variant E de 0 à 12 V et tracer la courbe. Iz Vz On maintient E = 12 V. Placer la résistance Rc en parallèle avec la diode zener de la figure 1. 3) Varier Rc de 0 à 1100 Ω et relever la tension à ses bornes. En déduire le domaine de variation de Rc etvz. II. Etude du montage de la figure 2 II.1 Réaliser le montage de la figure 2 II.2 Mesurer la tension aux bornes de Rc. II.3 Relever à l oscilloscope la courbe de tension aux bornes de la résistance Rc. Que constate t-on? Liste des matériels 01 Rc boite à décade 0 à 1100 Ω ; 01 Rp résistance de 100 Ω ; 01 ampèremètre ; 01 voltmètre ; 02 diodes zener BZX85C9V1 ; 01 feuille de papier millimétré ; 02 feuilles de brouillon ; 01 alimentation continue variable ; 01 transformateur 220 V/12 V-50 Hz ; 01 papier carbone. Feuille N 2/2 Code : 13 T 17 A 01

5 SUJET N O 3 : TRANSISTOR EN AMPLIFICATION 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 MANIPULATION (3h) I. MONTAGE EMETTEUR COMMUN : GAIN EN COURANT Rc Vcc Vce I.1 Réaliser le montage en insérant les appareils permettant de mesurer la valeur du courant Ib et Ic. I.2 Compléter le tableau de mesure ci-dessous. Vcc(V) Ib Ic I.3 En déduire le gain en courant I C /I B. II. TRANSISTOR EN AMPLIFICATION Rc Vcc Ve V S II.1 Réaliser le montage ci-dessus. II.2 Appliquer un signal d entrée ve(t) de fréquence 1kHz. II.3 Régler la tension d entrée de sorte que la tension de sortie v S soit à la limite de l écrêtage. Cette valeur étant lue à l oscilloscope. II.4 Mesurer la tension d entrée Vemax et la tension de sortie Vsmax En déduire l amplification en tension Av. Liste des matériels 01 alimentation continue ; 02 ampèremètres ; 01 GBF ; 01 transistor 1N1711 ; 01 oscilloscope bi courbe ; 01 résistance =12kΩ ; 02 feuilles de brouillon ; 01 résistance =560Ω ; 02 feuilles de papier millimétré ; 01 résistance Rc=1k ; 02 condensateurs non polarisé de 1µf ; 02 feuilles de copie double ; 02 voltmètres ; 01 papier carbone. Feuille N 2/2 Code : 13 T 17 A 01

6 SUJET N O 3 : TRANSISTOR EN AMPLIFICATION 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 PREPARATION (1h) IB Rc B C Vcc VBE E IC VCE 1. Reprendre le schéma de principe ci-dessus en insérant les appareils nécessaires à la mesure de I B, I C,V CE, V BE. 2. On donne Vcc=12V ; Rc=1kΩ ; B=100, Ip=15Ib, V BE =0,6V et VCE=. 2.1 Donner l allure des caractéristiques Vbe=f(Ib), Ic=f(Ib) et Ic=f(Vce). 2.2 Déterminer le point de fonctionnement dans la zone linéaire et les résistances du montage. Feuille N 1/2 Code : 13 T 17 A 01

7 SUJET N O 4 : AMPLIFICATEUR OPERATIONNEL 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 PREPARATION (1h) I. Montage 1 ve vs I.1 Exprimer v s en fonction de et des résistances du montage. En déduire l amplification en tension. I.2 Donner le nom du montage. II. montage 2 ve vs II.2 Exprimer v s en fonction de tension. II.3 Donner le nom du montage. et des résistances du montage. En déduire l amplification en Feuille N 1/2 Code : 13 T 17 A 01

8 SUJET N O 4 : AMPLIFICATEUR OPERATIONNEL 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 MANIPULATION (3h) I. Montage amplificateur inverseur ve vs I.1 Visualiser à l oscilloscope puis relever en même temps (t) et (t). I.2 Mesurer max et max à l oscilloscope. En déduire et le déphasage. II. Montage amplificateur non inverseur ve vs II.1 Visualiser puis relever en même temps (t) et (t). II.2 Mesurer max et max à l oscilloscope. En déduire et le dephasage Liste des matériels 01 GBF ; 01 amplificateur opérationnel LM 741 ou équivalent ; 01 résistance = 4,7kΩ ; 01 résistance = 1kΩ ; 02 feuilles de copie double ; 02 feuilles de papier millimétré ; 02 feuilles de brouillon ; 01 oscilloscope bicourbe ; 01 papier carbone. BROCHAGE DE L amplificateur opérationnel LM741 Feuille N 2/2 Code : 13 T 17 A 01

9 Sujet N 5 : STABILISATION DE TENSION 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 I. Préparation : (1h) I-1. Donner les schémas de principe de chacun des montages stabilisateurs à diode zéner aval et amont de tension. Expliquer leur différence. I-2. Stabilisation amont par diode Zéner 9,1V ; 1,3 W I-2-1. Déterminer I zmax en déduire Rp pour E max = 24 V. I-2-2. Donner l expression des tensions E 1 et E 2 respectivement de début et de fin de stabilisation. I-2-3. Tracer l allure de la courbe Us = f(e) en y matérialisant la plage de stabilisation. I-3. Identifier et donner le but du schéma de principe ci-dessous? E Us I-4. Etablir l expression de la tension de sortie. Justifier sa constance. Feuille N 1/2 Code : 13 T 17 A 01

10 Sujet N 5 : STABILISATION DE TENSION 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) E s U s II-1. Réaliser le câblage du schéma permettant d étudier la stabilisation amont par diode Zéner. II-2. Compléter le tableau de mesure. E(V) U s (V) II-3. Tracer la courbes U s = f(e). En déduire la plage de stabilisation Us II-4. Calculer le facteur de stabilisation F = E II-5. Reprendre les points II-1., II-2., et II-3. pour le montage stabilisateur à transistor ballast ci dessous E Us II-6. Comparer les résultats obtenus pour les deux (2) montages et conclure. Matériel 01 diode zéner 9,1 V ; 1,3 W ; 01 papier millimétré ; 01 transistor 2N 1711 ; 01 papier carbone ; 01alimentation continue 0 30 V ; 02 feuilles copies double. 01 résistance Rp = 120Ω 1W ; 01 résistance Rc = 560 Ω 1W ; 01 ampèremètre ; 02 voltmètres ; Feuille N 2/2 Code : 13 T 17 A 01