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Gaston Ringuette
il y a 7 ans
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1 ACADEMIE DE VERSAILLES Baccalauréat Professionnel Systèmes Electroniques Numériques Champ professionnel : Système Electrodomestique C.C.F. de Mathématiques et Sciences Physiques épreuve E1 Durée : 3 heures Session : 2008 Sous - épreuve E 12 : Travaux pratiques scientifiques sur systèmes Coefficient : 2 La clarté des raisonnements et la qualité de la rédaction interviendront dans l appréciation des copies. L usage des calculatrices alphanumérique ou à écran graphique est autorisé à condition que leur fonctionnement soit autonome (circulaire N du ) Lycée Professionnel : Nom du professeur : Nom et Prénom de l élève : Note : /20 1

2 THEME : APPAREILS DE CUISSON : LES FOURS BUT DE LA MANIPULATION : - Etude de l alimentation du four : vérifier par des mesures physiques la fréquence et la tension efficace données par le constructeur. - Etude de la régulation thermique du four : identifier le type de capteur de température utilisé dans le four en traçant sa courbe d étalonnage. RAPPELS THEORIQUES : - Symbole électrique d un capteur de température : - Rôle : Les sondes CTN (Coefficient de Température Négative) et CTP (Coefficient de Température Positive) sont des capteurs de température utilisés : - En électroménagers (lave linge, lave vaisselle, four multi cuisson) pour réguler la température. - En incendie, dans les détecteurs de chaleur, pour lutter contre les risques d incendie. Ces sondes sont constituées d une thermistance. Les paramètres essentiels d une thermistance sont : - la valeur de sa résistance (kω ou Ω) - du coefficient de température (sa sensibilité thermique) - sa stabilité (fournit par le constructeur) MATERIEL: - Un équipement électroménager : le four - Un thermomètre, une sonde de température - Un multimètre, des connectiques - Des EPI «équipements de protection individuels» - Un oscilloscope différentiel Dans la suite du document, ce symbole signifie «Appeler l examinateur» 2

3 TRAVAIL DEMANDE : 1. Recherche dans la documentation du constructeur : 1.1- l identification de l appareil : (consulter la plaque signalétique ou le fascicule technique) Marque :.. Désignation : Type et n de série : le descriptif de l appareil : (consulter la plaque signalétique ou le fascicule technique) Gaz Mode de nettoyage : Electrique Fonctions réalisées Manuel Catalyse Pyrolyse Traditionnelle Grill Chaleur tournante Electronique Micro-ondes Tourne broche Programmateur Electromécanique 1.3- les valeurs de la fréquence et de la tension efficace de la tension d alimentation: f =. U =.. 2. Prévention des risques électriques : Cocher dans le tableau ci-dessous les équipements de protection individuels et les équipements individuels et collectifs de sécurité nécessaires que vous devez porter lors des mesures effectuées sous tension. Chaussures à semelles isolantes Ecran facial anti U.V. Gants isolants Outils isolants Casque isolant Cadenas ou système de verrouillage Tapis isolant V.A.T. Macaron de consignation Banderole de balisage de zone 3

4 3. Expériences et mesures : 3.1- Etude de l alimentation du four Vous devez observer à l aide d un oscilloscope la tension d alimentation du four. Compléter le schéma de l annexe en représentant les connexions de l oscilloscope (voie Y1 et masse) APPEL n 1 : En présence de l examinateur a) - Repérer sur la photographie du four puis sur le four, les deux fils d alimentation et connecter l oscilloscope au four. b) - Mettre les équipements de protection individuelle et les équipements individuels de sécurité. c) - Mettre le four sous tension. Effectuer les réglages de l oscilloscope pour visualiser au moins deux périodes : Relever le balayage horizontal. Relever la sensibilité verticale. Représenter l oscillogramme obtenu à l écran de l oscilloscope. - Balayage horizontal :.. / division - Sensibilité verticale :.. / division Mettre le four hors tension. Mesurer la période T (en secondes) T = Mesurer la tension maximale U max. U max = Calculer la fréquence f de la tension observée. Formule : f = 1 avec f en Hertz (Hz) et T en seconde (s) T Calculer la valeur efficace U de la tension d alimentation. f =... =... U =... Les valeurs de fréquence f et de la tension efficace U correspondentelles aux valeurs données par le constructeur :. 4

3.2- Etude de la régulation thermique du four 3.2.1- APPEL n 2 : En présence de l examinateur Le four doit être hors tension a) - Réaliser les montages suivants : Brancher la sonde de mesure de

résistance de la sonde du capteur à température ambiante. La mesure d une résistance se fait hors tension T (ambiant) =. C R (ambiant) =.

5 3.2- Etude de la régulation thermique du four APPEL n 2 : En présence de l examinateur Le four doit être hors tension a) - Réaliser les montages suivants : Brancher la sonde de mesure de température aux bornes du thermomètre numérique en T 1 et placer- la à l intérieur du four Mesurer hors tension la résistance du capteur à l aide d un multimètre et des grippes fils b) - Relever la résistance de la sonde du capteur à température ambiante. La mesure d une résistance se fait hors tension T (ambiant) =. C R (ambiant) =.Ω - Brancher la sonde du capteur de température à la carte électronique - Mettre le four sous tension et chauffer jusqu à 240 C APPEL n 3 : En présence de l examinateur - Mettre le four hors tension - Débrancher la sonde du capteur de la carte électronique - Brancher le multimètre aux bornes de la sonde du capteur Relever la résistance aux bornes de la sonde du capteur pour différentes températures de l appareil T ( C) R (Ω) 5

6 3.3- Exploitation des mesures Constater le phénomène physique mis en jeu et compléter le tableau ci-dessous en vous aidant de la légende proposée. Augmente T ( C) R ( Ω) Diminue Tracer sur le repère suivant la caractéristique R = f(t) de la sonde Sur l axe des ordonnées : Choisir une échelle adaptée aux valeurs trouvées R(Ohms) T( C) Calculer le coefficient (a = R R ambiant T ) Cocher la bonne réponse : a < 0 a > 0 6

7 En fonction des résultats ci-dessus, cocher la bonne réponse : La sonde du capteur de température est une : CTN CTP Conclusion : En fonction de la sonde étudiée, compléter l un des deux tableaux ci-dessous, en cochant par une croix les affirmations suivantes : Sonde CTN La thermistance est une résistance qui varie en fonction de la température La résistance d une CTN diminue si sa température augmente et inversement Les thermistances sont des résistances linéaires Les thermistances font parties des résistances non linéaires Les sondes CTN ont un coefficient de température positif Les thermistances CTN ont un coefficient de température négatif Vrai Faux Sonde CTP La thermistance est une résistance qui varie en fonction de la température La résistance d une CTP diminue si sa température augmente et inversement Les thermistances sont des résistances linéaires Les thermistances font parties des résistances non linéaires Les sondes CTP ont un coefficient de température négatif Les thermistances CTP ont un coefficient de température positif Vrai Faux 4. APPEL n 4 : Rangement du poste de travail Faire vérifier la remise en état du poste de travail et remettre ce document à l examinateur. 7

8 ANNEXE 2. 8

9 Compétence évaluée Composante de la compétence Tâches accomplies Questions Barème Evaluation en cours et à l issue de la situation C3-4 : Effectuer les tests nécessaires à la validation du fonctionnement des équipements. Recueillir des informations Organiser le poste de travail Définir et mettre en œuvre un protocole expérimental Exploiter et interpréter les résultats expérimentaux (mesures et observations) Décrire et expliquer un phénomène, un principe, un fonctionnement, Rendre compte à l écrit et/ou à l oral des résultats des travaux réalisés. Recherche d informations dans la documentation du constructeur 1 1,5 Repérage de l implantation de l oscilloscope ,5 Recensement des informations sur les équipements de sécurité nécessaires à la mise en œuvre du TP. Préparation du matériel pour l observation et/ou les mesurages. 2 1 Rangement du matériel à la fin du TP 4 1 Réalisation du montage : etude de l alimentation du four Réalisation du montage : etude de la régulation de la température Réalisation des mesurages conformément au protocole expérimental et aux règles de sécurité Relevé des grandeurs : f et u Relevé des grandeurs : R et θ Calcul de f, de U et comparaison avec les valeurs données par le constructeur et , ; Interprétation du tableau de mesures R = f(θ) ,5 Réalisation et/ ou exploitation du graphique R = f(θ) Calcul du coefficient a, identification du capteur CTN ou CTP Caractéristiques du capteur et Expliciter en utilisant un langage scientifique et technique adapté 1 Commentaires à l oral des résultats obtenus et des contrôles effectués Rédaction écrite du compte rendu du TP ,5 1 0,5 0,5 9

10 10

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