ISUPFERE - APPRENTISSAGE. Electricité (18pts)

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1 ISUPFERE - APPRENTISSAGE Test MECANIQUE ELECTRICITE 2014 (1h00) NOM : PRENOM : Electricité (18pts) Exercice 1 : (1pt) On considère un nœud, point de concours de cinq branches. On compte positivement les courants qui se dirigent vers le nœud. Dans la branche 1 les électrons circulent vers le nœud et la valeur absolue de l intensité est de 2 A. Dans la branche 2 I2= - 3 A Dans la branche 3 le sens conventionnel du courant est du nœud vers l extérieur et la valeur absolue de l intensité est de 5 A Dans la branche 4 I4= 4 A Quelle est la valeur algébrique de l intensité du courant dans la branche 5? Exercice 2 : (2pts) On considère la branche suivante : U AB =15 V U 2 = - 4 V U 4 = 3 V U AE =25 V et V A =30 V Déterminer les potentiels des points B, C, E et les valeurs algébriques de U 1 et U Par application de la loi des branches, déterminer la valeur algébrique de U 3 En déduire V D 1

2 Exercice 3 : (2pts) Déterminer les valeurs algébriques des tensions inconnues. Exercice 4 : (1,5pt) Un moteur consomme une puissance électrique de 2000 W. Le rendement de ce moteur est de 90 %. Déterminer l énergie dissipée par effet Joule dans le moteur en 1h 20 min (résultat en J et en kwh) Exercice 5 : (1,5pt) Une lampe consomme une puissance de 75 W. Le rendement de la lampe est = 6%. Calculer l énergie transformée en énergie thermique pour une durée de fonctionnement de 10 h. Résultat en J et en kwh. 2

3 Exercice 6 : (3pts) U AC =24 V Déterminer les valeurs des intensités des courants dans chaque branche Exercice 7 : (1pt) Un condensateur dont les armatures sont A et B se décharge. On donne la fonction qa =f(t) au cours de cette décharge. Quelle est la valeur de l intensité du courant 3

4 Exercice 8 : (1pt) Calculer la capacité du condensateur équivalent à deux condensateurs de capacités C 1 =5 μf et C 2 =15 μf montés en série Exercice 9 (2pts) Une bobine d inductance L =0,5 H et de résistance négligeable est parcourue par un courant circulant de B vers A dans la bobine et dont l intensité i BA varie périodiquement au cours du temps. Donner l expression de la tension u AB aux bornes de la bobine en fonction du temps. Représenter l allure de la courbe observée à l oscilloscope si la base de temps est réglée à 10 ms.cm -1 et si la sensibilité verticale est de 1V.cm -1 4

5 Exercice 10 (3pts) Un condensateur de capacité C = 5 μf est monté en série avec un résistor de résistance R = 300 W. On applique à l ensemble une tension de valeur efficace 200 V et de fréquence 100 Hz. Calculer : l. L impédance du dipôle RC. 2. La valeur de l intensité du courant. 3 Les tensions efficaces partielles aux bornes du résistor et du condensateur. 4. Le déphasage entre i et u 5

6 NOM : PRENOM : Mécanique (13pts) Exercice 1 : (1pt) Un fluide circule dans un tuyau à section constante. La masse volumique du fluide décroît de moitié par rapport à sa valeur initiale en circulant dans le tube. Que dire de la vitesse à la sortie du fluide? A V 1 = 2V 2 B 2V 1 = V 2 C V 1 = V 2 D 4V 1 = V 2 1 = masse volumique entrée 2 = masse volumique sortie V 1 = vitesse moyenne entrée V 2 = vitesse moyenne sortie E V 1 = 4V 2 1 V 1 Débit 2 1 /2 V 2 =? Exercice 2 : (1pt) Comment évolue la viscosité d un fluide newtonien avec l augmentation de la température? Exercice 3 (3pts) La figure ci-dessous représente un cric hydraulique formé de deux pistons (1) et(2) de section circulaire. Sous l effet d une action sur le levier, le piston (1) agit, au point (A), par une force de pression F P1/h sur l huile. L huile agit, au point (B) sur le piston (2) par une force F h/p2 On donne : - les diamètres de chacun des pistons : D1 = 10 mm; D2 = 100 mm. - l intensité de la force de pression en A : Fp1/h = 150 N. 6

7 Questions : 1) Déterminer la pression P A de l huile au point A. 2) Quelle est la pression P B? 3) En déduire l intensité de la force de pression Fh/p2. Exercice 4 (2pts) Soit un tube en U fermé à une extrémité qui contient deux liquides non miscibles. Entre les surfaces : - (1) et (2) il s agit de l essence de masse volumique ρ essence =700 kg/m 3. - (2) et (3), il s agit du mercure de masse volumique ρ mercure =13600 kg/m 3. La pression au-dessus de la surface libre (1) est P 1 =P atm =1 bar. 7

8 L accélération de la pesanteur est g=9,8 m/s 2. La branche fermée emprisonne un gaz à une pression P 3 qu on cherche à calculer. 1) Calculer la pression P 2 (en mbar) au niveau de la surface de séparation (2) sachant que h= (Z1- Z2)= 728 mm. 2) De même, pour le mercure, calculer la pression P 3 (en mbar) au niveau de la surface (3) sachant que h = (Z3-Z2)= 15 mm. Exercice 5 : (3pts) Du haut d une tour de 100 m on lance une pierre en l air avec une vitesse initiale de 10 m/s. Trouver a) la hauteur maximum atteinte par la pierre ainsi que le temps mis pour atteindre cette hauteur? b) Au bout de combien de temps la pierre se trouvera-t-elle à une hauteur de 50 m en dessus du sol et quelle sera sa vitesse à cet instant? 8

9 Exercice 6 : (3pts) Une masse m est suspendue à deux fils attachés au plafond (voir figure (3)). Trouver la tension dans chaque fil. 9

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