BACCALAURÉAT PROFESSIONNEL ÉPREUVE DE TRAVAUX PRATIQUES DE SCIENCES PHYSIQUES SUJET N EII. 102

Transcription

1 TP EII 102 Page 1/7 ÉPREUVE DE TRAVAUX PRATIQUES DE SCIENCES PHYSIQUES SUJET N EII. 102 Ce document comprend : - une fiche descriptive du sujet destinée à l examinateur : Pages 2/7 à 3/7 - une fiche descriptive du matériel destinée à l examinateur : Page 4/7 - une structure de fiche technique destinée au candidat Page 5/7 - une grille d évaluation, utilisée pendant la séance, destinée à l examinateur : Page 6/7 - une grille d évaluation globale destinée à l examinateur : Page 7/7 - un document sujet destiné au candidat sur lequel figurent l énoncé du sujet, ainsi que les emplacements pour les réponses : Pages 1/4 à 4/4 Les paginations des documents destinés à l examinateur et au candidat sont distinctes. CHAMP D APPLICATION ELECTRICITE II ÉTUDE DE L ASSOCIATION DE DIPÔLES R ET L

2 TP EII 102 Page 2/7 FICHE DESCRIPTIVE DU SUJET DESTINÉE À L EXAMINATEUR SUJET : ÉTUDE DE L ASSOCIATION DE DIPÔLES R ET L 1 - OBJECTIFS : Les manipulations proposées permettent de mettre en œuvre et d évaluer : les méthodes et les savoir-faire expérimentaux suivants : - réaliser un montage en série - réaliser un montage en parallèle - brancher un capteur voltmètre - brancher un capteur ampèremètre - suivre un protocole expérimental le compte rendu d une étude expérimentale : - analyser des résultats expérimentaux - vérifier les lois d additivité des tensions et des intensités, en courant alternatif sinusoïdal, dans une branche de circuit comportant deux dipôles montés en série et en dérivation. 2 - MANIPULATIONS : - Matériel utilisé : voir fiche jointe ; - Déroulement : voir le sujet élève ; Remarques, conseils Les professeurs du centre d examen devront : - faire une sauvegarde informatique des acquisitions attendues (fichier de secours), - élaborer une fiche technique propre au matériel de l établissement conformément à la structure proposée. La préparation du système d acquisition est à la charge de l examinateur.

3 TP EII 102 Page 3/7 3 - ÉVALUATION : L examinateur qui évalue intervient à la demande du candidat. Il doit cependant suivre le déroulement de l épreuve pour chaque candidat et intervenir en cas de problème, afin de lui permettre de réaliser la partie expérimentale attendue ; cette intervention est à prendre en compte dans l évaluation. Évaluation pendant la séance : - utiliser la grille d évaluation pendant la séance - en cas d erreur du candidat ou de problème informatique (données inexploitables) le fichier de secours sera fourni, - si le candidat rencontre des difficultés liées à l environnement informatique, il ne sera, en aucun cas, sanctionné. - comme pour tout oral, aucune information sur l évaluation, ni partielle ni globale, ne doit être portée à la connaissance du candidat. - à l appel du candidat, effectuer les vérifications décrites sur la grille. - le nombre total d étoiles défini pour chaque vérification pondère l importance ou la difficulté des tâches demandées. De ce fait, pour chaque vérification, la totalité des étoiles associées à la tâche demandée (étoiles présentées horizontalement) sera entourée en cas de réussite ou barrée en cas d échec. Évaluation globale chiffrée (grille d évaluation globale) : - convertir l évaluation réalisée pendant la séance en une note chiffrée : chaque étoile entourée vaut 1 point. - corriger l exploitation des résultats expérimentaux : le barème figure sur le document (Attribuer la note maximale pour chacun des éléments évalués, dès que la réponse du candidat est plausible et conforme aux résultats expérimentaux).

4 TP EII 102 Page 4/7 FICHE DE MATÉRIEL DESTINÉE À L EXAMINATEUR SUJET : ÉTUDE DE L ASSOCIATION DE DIPÔLES R ET L PAR POSTE CANDIDAT : - un générateur de fréquence - un dipôle résistif de 430 ohms - une bobine d inductance 1 H - un interrupteur - un système d acquisition ExAO - trois capteurs voltmètres +/- 10V - trois capteurs ampèremètre +/- 100mA POSTE EXAMINATEUR : - le même matériel que le candidat Le générateur de fréquence sera réglé préalablement dans les conditions suivantes : - 50 Hz - signal sinusoïdal - amplitude 4V Lorsque le matériel disponible dans l établissement n est pas identique à celui proposé dans les sujets, les examinateurs ont la faculté d adapter ces propositions, à la condition expresse que cela n entraîne pas une modification du sujet, et par conséquent du travail demandé aux candidats.

5 TP EII 102 Page 5/7 FICHE TECHNIQUE CONCERNANT LES FONCTIONNALITÉS DU LOGICIEL SUJET : ÉTUDE DE L ASSOCIATION DE DIPÔLES R ET L Acquisition des tensions et des intensités instantanées : (partie 1.2 et 2.1) Insérer une capture d écran présentant le «bouton» d acquisition et la zone graphique. Création d une nouvelle grandeur : (partie 1.3 et 2.2) Insérer une capture d écran décrivant les outils et les étapes nécessaires pour créer une nouvelle grandeur et la visualiser sur la zone graphique. Comparaison de deux courbes : (partie 1.3 et 2.2) Insérer une capture d écran permettant de visualiser une ou plusieurs courbes sur la même zone graphique.

6 TP EII 102 Page 6/7 GRILLE D ÉVALUATION PENDANT LA SÉANCE SUJET : ÉTUDE DE L ASSOCIATION DE DIPÔLES R ET L NOM et Prénom du CANDIDAT : N : Date et heure d évaluation : N poste de travail : Appels Vérifications Évaluation Appel n 1 Montage série réalisé ** Capteurs voltmètres correctement branchés * Appel n 2 Acquisition des tensions u 1 (t), u 2 (t) et u 3 (t) * Appel n 3 Appel n 4 Respect du protocole et obtention de la somme u S des tensions Montage en parallèle réalisé ** Capteurs ampèremètres correctement branchés ** ** Acquisitions des intensités i 1 (t), i 2 (t) et i 3 (t) * Appel n 5 Au moins une des courbes apparente à l écran Trois courbes apparentes à l écran Justification orale correcte du choix * * * Appel n 6 Remise en état du poste de travail * Pour un appel, l examinateur évalue une ou plusieurs tâches. Lorsque l examinateur est obligé d intervenir dans le cas d un montage incorrect ou d une manipulation erronée, aucune étoile n est attribuée pour cette tâche. Exemple : dans le cas d une disposition horizontale * * ou * *

7 TP EII 102 Page 7/7 GRILLE D ÉVALUATION GLOBALE SUJET : ÉTUDE DE L ASSOCIATION DE DIPÔLES R ET L NOM et Prénom du CANDIDAT : N : Date et heure d évaluation : N poste de travail : Barème Note Évaluation pendant la séance (Chaque étoile vaut 1 point) 15 Exploitation des résultats expérimentaux Comparaison des courbes u 1 et u S. 1 Relation entre u 1 (t), u 2 (t) et u 3 (t) 1 Proposition correcte pour l intensité 1 Conclusion Association en série : additivité des tensions 1 Association en parallèle : additivité des intensités 1 NOMS et SIGNATURES DES EXAMINATEURS Note sur 20

8 TP EII. 102 Page 1/4 SUJET DESTINÉ AU CANDIDAT : ÉTUDE DE l ASSOCIATION DE DIPÔLES R ET L NOM et Prénom du CANDIDAT : N : Date et heure d évaluation : N poste de travail : L examinateur intervient à la demande du candidat ou quand il le juge utile. Dans la suite du document, ce symbole signifie Appeler l examinateur. Dans la suite du document, ce symbole signifie Consulter la notice technique. BUT DES MANIPULATIONS : Le but des manipulations est de: - réaliser un montage à partir d un schéma ; - visualiser les tensions et les intensités instantanées ; - vérifier les lois d association de deux dipôles en régime sinusoïdal. TRAVAIL À RÉALISER : 1. Association en série. 1.1 Réaliser le montage K L capteur voltmètre 2 Système d acquisition GBF capteur voltmètre1 Masse borne noire R capteur voltmètre 3 Appel n 1 Appeler l examinateur afin qu il vérifie le montage et prépare le système d acquisition.

9 TP EII. 102 Page 2/4 1.2 Visualiser les tensions Prendre connaissance de la partie de la fiche technique concernant l acquisition permettant de visualiser des tensions instantanées. On appelle : u 1 (t) la tension instantanée aux bornes de l ensemble RL u 2 (t) la tension instantanée aux bornes de la bobine L u 3 (t) la tension instantanée aux bornes du dipôle résistif R Appel n 2 : appeler l examinateur et effectuer la manipulation décrite ci-dessous devant lui. - Mettre le générateur sous tension - Fermer l interrupteur - Réaliser l acquisition permettant de visualiser les tensions instantanées u 1 (t), u 2 (t) et u 3 (t). S il y a lieu, l examinateur transfère les données pour obtenir à l écran les courbes précédentes. - Mettre le circuit hors tension 1.3 Traiter les données Prendre connaissance de la partie de la fiche technique permettant de créer une nouvelle grandeur. A l aide des fonctionnalités du logiciel, - créer une nouvelle grandeur u s définie par u s (t) = u 2 (t) + u 3 (t), - faire apparaître sur l écran la courbe de la tension électrique u s (t). Appel n 3 L examinateur vérifie l allure de la courbe de u s. S il y a lieu, l examinateur fait apparaître la courbe de u s. Prendre connaissance de la partie de la fiche technique concernant la comparaison de deux courbes. - Comparer les courbes de u 1 et de u s. - Ecrire la relation liant u 1 (t), u 2 (t) et u 3 (t).

10 TP EII. 102 Page 3/4 2. Association en parallèle. 2.1 Réaliser le montage électrique suivant en gardant l interrupteur K ouvert. K Capteur ampèremètre 1 Système d acquisition Capteur ampèremètre 2 Capteur ampèremètre 3 GBF Masse Borne noire R L Appel n 4 : appeler l examinateur et effectuer la manipulation décrite ci-dessous devant lui. - Mettre le générateur sous tension - Fermer l interrupteur - Réaliser l acquisition permettant de visualiser les tensions instantanées i 1 (t), i 2 (t) et i 3 (t). S il y a lieu, l examinateur transfère les données pour obtenir à l écran les courbes précédentes. - Mettre le circuit hors tension Prendre connaissance de la partie de la fiche technique permettant de créer une nouvelle grandeur. 2.2 Représenter, à l aide des fonctionnalités du logiciel, les courbes i D, i S et i P correspondant aux trois relations suivantes : i D (t) = i 3 (t) i 2 (t) i S (t) = i 2 (t) + i 3(t) i P (t) = 2 i 3 (t) 2.3 Comparer la courbe i 1 aux trois courbes i D, i S et i P obtenues, Entourer parmi les relations ci-dessous celle correspondant à i 1 (t) i D (t) = i 3 (t) i 2 (t) i S (t) = i 2 (t) + i 3(t) i P (t) = 2 i 3 (t) Appel n 5 Faire vérifier les courbes. Justifier oralement le choix fait.

11 TP EII. 102 Page 4/4 3. Conclusion. En vous référant aux résultats obtenus lors des manipulations précédentes, compléter les phrases suivantes en cochant les propositions justes. - Lorsqu on associe des dipôles en parallèle, on vérifie la loi d additivité des tensions des intensités - Lorsqu on associe des dipôles en série, on vérifie la loi d additivité des tensions des intensités 4. Remise en état du poste de travail. Appel n 6 : Faire vérifier la remise en état du poste de travail et remettre ce document à l examinateur.