Problème I : quartz et électronique (ENSTIM 2004)



Documents pareils
Annexe II. Les trois lois de Kepler

Mouvement d'une particule chargée dans un champ magnétique indépendant du temps

Techniques d analyse de circuits

Chapitre 2 Le problème de l unicité des solutions

MOTEUR DIESEL SURALIMENTÉ BASES ET CALCULS CYCLES RÉEL, THÉORIQUE ET THERMODYNAMIQUE

Intégrale et primitives

11.5 Le moment de force τ (tau) : Production d une accélération angulaire

Tutoriel Infuse Learning. Créer des quizzes multimédias sur ordinateur ou tablette

FONDATION CLEMENTINE ET MAURICE ANTILLE

Mécanique : Cinématique du point. Chapitre 1 : Position. Vitesse. Accélération

Chapitre 1.5a Le champ électrique généré par plusieurs particules

TRAVAUX DIRIGÉS DE M 6

L'algèbre de BOOLE ou algèbre logique est l'algèbre définie pour des variables ne pouvant prendre que deux états.

Mécanique du point : forces Newtoniennes (PCSI)

FINANCE Mathématiques Financières

O p é r a t i o n s i m m o b i l i è r e s. I n f r a s t r u c t u r e s. C P E R

Circuits RL et RC. Chapitre Inductance

INSTRUCTIONS POUR L INSTALLATION ET LE FONCTIONNEMENT DES SERRURES À POIGNÉE BÉQUILLE

Solutions électriques VELUX

Synthèse de cours (Terminale S) Calcul intégral

M F. F O Unité: [m. N] La norme du moment de force peut se calculer en introduit le bras de levier d

Multichronomètre SA10 Présentation générale

CONSTANTES DIELECTRIQUES

OBJECTIFS. I. A quoi sert un oscilloscope?

l'appareil et vérifiez les composants Cartouches d'encre incluses [x4] CD-ROM d'installation CD-ROM de documentation

Chapitre 11 : L inductance

LOGICIEL FONCTIONNEL EMC VNX

Mesures du coefficient adiabatique γ de l air

DES ÉCOLES DES MINES D ALBI, ALÈS, DOUAI, NANTES. Épreuve de Physique-Chimie. (toutes filières) Mardi 18 mai 2004 de 08h00 à 12h00

SYSTEME DE TELEPHONIE

CLOUD CX263 MÉLANGEUR

Tout ce qu il faut savoir en math

Sommaire. 6. Tableau récapitulatif Sophos NAC intégré Vs. NAC Advanced - 17 Février

Théorème de Poincaré - Formule de Green-Riemann

EXERCICE II : LE TELEPHONE "POT DE YAOURT" (5 points)

La plateforme Next Generation Mini guide

l appareil et vérifier les composants Module tambour-cartouche de toner (pré-installé)

Licence M.A.S.S. Cours d Analyse S4

Caractéristiques des ondes

LYCEE TECHNIQUE PIERRE EMILE MARTIN BOURGES ETUDE D UN TRAITEMENT DE SURFACE

Commun à tous les candidats

McAfee Firewall Enterprise Control Center

STI2D Logique binaire SIN. L' Algèbre de BOOLE

Structures algébriques

Chapitre 1 Régime transitoire dans les systèmes physiques

Module 2 : Déterminant d une matrice

Cours et travaux dirigés Mécanique du point et du solide

Chapitre 3: TESTS DE SPECIFICATION

Notice de paramétrage Version 1.1

Les techniques de multiplexage

Développements limités. Notion de développement limité

BACCALAURÉAT PROFESSIONNEL EPREUVE DE TRAVAUX PRATIQUES DE SCIENCES PHYSIQUES SUJET A.1

RadioCommunications CDMA

Correction de l épreuve CCP 2001 PSI Maths 2 PREMIÈRE PARTIE ) (

Cours d Analyse. Fonctions de plusieurs variables

Conseils et astuces pour les structures de base de la Ligne D30

Fonctions de plusieurs variables : dérivés partielles, diérentielle. Fonctions composées. Fonctions de classe C 1. Exemples

LICENCE DE MATHÉMATIQUES DEUXIÈME ANNÉE. Unité d enseignement LCMA 4U11 ANALYSE 3. Françoise GEANDIER

essais dossier Oser s équi Prothèses auditives

BTS Groupement A. Mathématiques Session Spécialités CIRA, IRIS, Systèmes électroniques, TPIL

l u N D I 15 M D I D I 3 17 J u D I N D D I I M N C h COuPE Du PrEsIDENT OPEN 104 FEuChErOllEs EAuBONNE s1 20h15 COuPE Du OPEN 104 EAuBONNE s2 20h15

McAfee Firewall Enterprise, Multi Firewall Edition

DiaDent Group International

Séquence 8. Probabilité : lois à densité. Sommaire

CHAPITRE VI : Le potentiel électrique

NE connectez PAS le câble USB à ce stade (si vous utilisez un câble USB). de l'appareil et vérification des composants. Noir Jaune Cyan Magenta

Revue des Sciences et de la Technologie - RST- Volume 5 N 1 / janvier 2014

CTC Generic LITHO FLEXO. PANTONE a mm/dd/yy xxxxxx. PANTONE a mm/dd/yy xxxxxx PANTONE a mm/dd/yy xxxxxx.

COURS D ANALYSE. Licence d Informatique, première. Laurent Michel

Turbine hydraulique Girard simplifiée pour faibles et très faibles puissances

Lycée SCHWEITZER MULHOUSE PC* 2012/ 2013 TRAVAUX PRATIQUES DE PHYSIQUE LIVRET 2

Chap17 - CORRECTİON DES EXERCİCES

Electrovanne double Dimension nominale Rp 3/8 - Rp 2 DMV-D/11 DMV-DLE/11

Chapitre 7. Circuits Magnétiques et Inductance. 7.1 Introduction Production d un champ magnétique

Q. A quels produits s adresse ce document?

Le module Supply Chain pour un fonctionnement en réseau

GABARIT À PÊNE DORMANT ÉLECTRONIQUE

L éditorial. rapport d activité Francis Daumas. décembre 2014 éditorial

La fonction exponentielle

MATHS FINANCIERES. Projet OMEGA

Amphi 3: Espaces complets - Applications linéaires continues

Baccalauréat S Asie 19 juin 2014 Corrigé

Google Drive, le cloud de Google

UE 503 L3 MIAGE. Initiation Réseau et Programmation Web La couche physique. A. Belaïd

Exercices types Algorithmique et simulation numérique Oral Mathématiques et algorithmique Banque PT

Série 77 - Relais statiques modulaires 5A. Caractéristiques. Relais temporisés et relais de contrôle

Chapitre 7. Récurrences

Chapitre 6: Moment cinétique

Guide d'utilisation Easy Interactive Tools Ver. 2

NOTICE D UTILISATION ET D'EXPLOITATI ET D EXPLOITATION. Bloc Autonome d'alarme Sonore type Sattelite avec ou sans Flash

Partie 4 : La monnaie et l'inflation

semestre 3 des Licences MISM annnée universitaire

CONVERTISSEURS NA ET AN

CHAPITRE VIII : Les circuits avec résistances ohmiques

Exercice 1. Exercice n 1 : Déséquilibre mécanique

Compte rendu de la validation d'un observateur cascade pour la MAS sans capteurs mécaniques sur la plate-forme d'essai de l'irccyn

Axiomatique de N, construction de Z

TD1 Signaux, énergie et puissance, signaux aléatoires

( Codes : voir verso du feuillet 3 ) SPECIMEN

Transcription:

MSI 11 déebe 004 8 h 1 h Devoi en teps liité n 5 Toute éponse non justifiée ne donne ps lieu à ttibution de points L utilistion des lulties est utoisée oblèe I : qutz et életonique (ENSTIM 004) NB : Auune onnissne su les qutz et l piézo-életiité n'est equise pou tite e poblèe dns lequel les ndidts sont guidés p de nobeuses questions indépendntes et pogessives Le qutz est une foe ptiulièe de istl de silie Il pésente des popiétés physiques tès intéessntes : l piézo-életiité Qund on opie un oeu de qutz dns une dietion ptiulièe, une tension ppît ux bones du istl ('est l'effet piézo-életique) Réipoqueent, qund on pplique une tension ux bones d'un qutz, e denie se défoe popotionnelleent à l tension ppliquée ('est l'effet piézoéletique invese) Ainsi, le qutz est tès intéessnt pou l'életonique on pvient à élise des iuits osillnts, à bse de ésonteu à qutz, tès stbles dns le teps Atuelleent, le qutz est eplé p etines éiques piézo-életiques A) Modélistion d'un ésonteu à qutz A-1) Modèles énique et életique du ésonteu à qutz Un istl de qutz est tillé sous foe de pstille ylindique ine L bse iulie pésente un diète d = 1 et l'épisseu de l pstille est e = 0, Des életodes étlliques (en o généleent) sont déposées su hune des fes iulies du qutz (on suppose que es fes sont totleent étllisées) (figue 1) On ple d'életodes de onnexion On insi élisé un ondensteu pln D'un point de vue énique, losque l'on souet le disque piézo-életique à une tension sinusoïdle V(t) = V os(t), il v ête, dns le de d'une ppoxition linéie, le siège d'une vibtion énique sinusoïdle sous l'effet d'une foe extéieue popotionnelle à ette tension Modélistion poposée : un éléent de sse du ops piézo-életique, plé à une distne x de son point de epos, est souis ux foes suivntes, toutes oientées selon un xe (Ox) que l'on ne péise ps ii : une foe de ppel type élstique kx (k > 0) qui pou oigine l igidité du téiu, dx des fotteents supposés popotionnels à l vitesse et de l foe h (h > 0), une foe due à l'effet piézo-életique βv(t) (β >0), le poids est négligé A-l-) En ppliqunt le pinipe fondentl de l dynique u petit éléent de sse dns le éféentiel du lbotoie supposé gliléen, étbli l'éqution difféentielle véifiée p x(t) en supposnt que le ouveent se fsse selon l'xe (Ox) dt 1/5

MSI 11 déebe 004 8 h 1 h D'un point de vue életique, l hge totle q ppissnt su les életodes plnes deux oigines : les deux fes plnes du disque foent un ondensteu de pité C p, d'où une hge q 1 (t), l'effet piézo-életique povoque l'ppition d'une hge q popotionnelle à x : q (t) = γx(t) ε 0ε S A-l-b) On onte que l pité d'un ondensteu pln vut C = où S est l sufe d'une életode, e e l'épisseu du ondensteu, ε 0 l peittivité du vide (s vleu est ε 0 = 8,8510-1 F -1 ) et ε une onstnte vlnt pou le qutz ε =,3 Estie los l pité C p ppelée pité de onnexion Quelle est l eltion ente l hge q 1, l pité C p et l tension V(t)? A-l-) En epennt l'éqution difféentielle obtenue pou x(t), éie l'éqution difféentielle véifiée p l hge q (t) A-l-d) Considéons le iuit epésenté su l figue ionte Monte que l hge q (t) est équivlente à l hge d'un ondensteu de pité C s dns le iuit séie R, L, C s dont l tension ux bones est V(t) On donne los les expessions de R, L et C s en fontion de, h, β, γ et k A-) Etude de l'ipédne équivlente du qutz Dns ette ptie, on néglige l ésistne R du qutz Le shé életique siplifié est los donné su l figue 3 ou les pplitions nuéiques, on pend : L = 500 H, C s = 0,08 pf et C p = 8 pf On se ple toujous en égie sinusoïdl foé (les gndeus dépendont de l pulstion ) A--) Clule los l'ipédne oplexe du qutz, vue ente les 1 j bones A et B On l éi sous l foe Z = où j α 1 est le nobe iginie pu tel que j² = -1 On donne, en fontion de L, C p et C s les expessions de α, Monte ussi que > On pou dette les ésultts de ette question pou pousuive l ésolution du poblèe A--b) Donne les vleus nuéiques des féquenes f et f oespondnt espetiveent ux pulstions et et A--) Etudie le opoteent indutif ou pitif du qutz en fontion de l féquene On ppelle qu'un dipôle un opoteent indutif (espetiveent pitif) si l ptie iginie de son ipédne est positive (espetiveent négtive) /5

MSI 11 déebe 004 A--d) Te l'llue de 8 h 1 h Z = Z odule de l'ipédne oplexe du qutz, en fontion de l féquene A-3) Etude expéientle de l ésonne d'un qutz On veut te expéientleent l oube donnnt l'ipédne du qutz en fontion de l féquene d'exittion On dispose d'un généteu bsses féquenes pouvnt délive une tension sinusoïdle d'plitude églble Le GBF possède une ésistne intene R g On dispose d'une ésistne R v vible, d'un qutz et d'un osillosope Dns ette question, on néglige toujous l ésistne du qutz suf dns l question I-A-3- On élise los le ontge de l figue 4 suivnte A-3-) Clule le ppot de l tension de VS sotie V S, à elle d'entée V E : H = en V fontion de R v et de Z A-3-b) On hoisit, pou hque féquene, l 1 ésistne R v, de telle fçon que H = Que vut los le odule de l'ipédne du qutz en fontion de R v? E A-3-) Autou du pi de ésonne d'intensité situé ves 796 khz, on esue une bnde pssnte de 50 Hz Quelle est l vleu nuéique du fteu de qulité Q du qutz défini oe le ppot de l féquene de ésonne à l lgeu de l bnde pssnte? Coente ette vleu En supposnt que le fteu de qulité L soit donné p l eltion Q = 0 ( 0 étnt l pulstion de ésonne), estie l vleu de l ésistne R du R qutz B) inipe d'une onte à qutz : Une hologe est oposée d'un osillteu plus ou oins stble dns le teps et d'un systèe de optge des osilltions Le qutz utilisé pésente une féquene de ésonne de 3768 Hz Cel signifie que 3768 fois p seonde une ipulsion életique est éise p le iuit osillnt Un dispositif életique doit opte les ipulsions Ces opteus fontionnent dns l tehnologie binie (suite de 0 et de 1) Une ipulsion életique oespond à l vleu 1 L vleu 0 oespond à uun signl életique B-1) Copteu odulo Un tel opteu délive une ipulsion de sotie dès qu'il opté ipulsions à son entée Si en entée d'un tel opteu on envoie le signl à 3768 Hz délivé p le iuit à qutz, quelle est l féquene du signl de sotie du opteu odulo? B-) Suession de opteus odulo Eie le nobe 3768 sous l foe k où k est un entie ntuel Cobien de opteus odulo fut-il los ette en sde pou onde le hiffe des seondes? 3/5

MSI 11 déebe 004 8 h 1 h Exeie II : ésonne en puissne et ount (inspié de ICNA 004) Un iuit onstitué de l ssoition en pllèle d un onduteu ohique de ésistne R = 100 Ω, d un ondensteu de pité C = 100 µf et d une bobine de oeffiient d indutne pope L = 10 H est onneté à une soue de ount sinusoïdl de ount életooteu instntné i(t) = I 0 os(t) dont l pulstion peut vie de fçon ontinue L quntité I 0 vut 100 A 1) On désigne p 0 l vleu de l pulstion pou lquelle l puissne oyenne founie u iuit p l soue psse p une vleu xile x On pose x =, x ppelée pulstion éduite Monte que l on peut éie = expession dns lquelle Q 1 1 + Q x x désigne une onstnte éelle Déteine les expessions littéles de Q, 0 et x en fontion de R, L, C et I 0 ) Clule les vleus nuéiques de Q, 0 et x 3) L bnde pssnte du iuit est définie p l difféene des pulstions de oupue pou lesquelles l puissne vut l oitié de l puissne xile x Clule les vleus littéles (en fontion de 0 et Q) et nuéiques des pulstions de oupue En déduie les vleus littéle (en fontion de 0 et Q) et nuéique de l bnde pssnte 4) L intensité du ount dns l bobine peut s éie : i L (t) = I L os(t + φ L ) Expie I L en fontion de R, L, C, et I 0 puis en fontion de I 0, Q et x pou une pulstion donnée 5) Monte que I L psse p une vleu xile I Lx pou une vleu 1 de l pulstion si Q > Q in On déteine les expessions littéles et nuéiques de I Lx, Q in et 1 Exeie III : dipôle (inspié de ENAC pilote 004) Les ésultts nuéiques seont donnés ve deux hiffes signifitifs Le dipôle epésenté su l figue i-onte est lienté p une soue de tension pfite de foe életootie instntnée e(t) = E 0 os(t) 1) Déteine l expession de l ipédne Z du dipôle ) Expie L en fontion de R, C et pou que le dipôle soit équivlent à une ésistne pue R eq 3) Clule nuéiqueent L shnt que R = 100 Ω, C = 33 µf et = 400 ds -1 4) Shnt que E 0 = 180 V, déteine littéleent puis nuéiqueent l vleu effie de l intensité du ount I tvesnt l bobine 5) Déteine littéleent puis nuéiqueent les vleus effies des difféenes de potentiel u AD et u DB 6) Déteine nuéiqueent les vleus effies des intensités des ounts I 1 et I tvesnt espetiveent l ésistne et le ondensteu 7) En déduie l vleu nuéique de l puissne oyenne onsoée p le dipôle Exeie IV : odèle d un oteu (Bnque T 004) Un oteu ultsonoe est lienté p une tension sinusoïdle d'plitude oplexe V ; on note I l'plitude oplexe de l'intensité du ount pssnt dns le iuit Le shé életique équivlent est epésenté figue 1 i-dessous L soue de tension lientnt le oteu 0 4/5

MSI 11 déebe 004 est supposée pfite 8 h 1 h Y epésente l'dittne életique oplexe intinsèque du oteu Les phénoènes életoéniques pésents dns le oteu sont pis en opte, su e shé, p l'ipédne oplexe Z (dite «otionnelle» du oteu) et p Z, dont l vleu est fontion de l hge énique du oteu Figue 1 Le dipôle d'dittne életique oplexe Y est onstitué d'une ésistne R o en pllèle ve un ondensteu C o L'ipédne otionnelle oplexe Z oespond à un iuit R, L, C séie L'ipédne de hge oplexe Z oespond à une ésistne R 1 Repésente l figue 1 en eplçnt les éléents Y, Z et Z p les ésistnes, indutnes et ondensteus qui leus oespondent Déteine l pulstion de ésonne en ount s du iuit séie onstitué de Z et Z ou l suite, on pend les vleus nuéiques : R o = 18 kω, C o = 8 nf, R = 50 Ω, L = 0,1 H, C = 0, nf et R = 50 Ω 3 On note Y l'dittne oplexe du iuit onstitué de l'enseble des éléents Z, Z et Y Les figues et b epésentent l'évolution du odule Y p de l'dittne oplexe Y en fontion de l pulstion éduite x = 1 x = L figue b est un gndisseent de l figue utou de l pulstion éduite unitie, soit s Figue Figue b A pti des figues et b, déteine l vleu nuéique de l féquene (en Hetz) qui peet d'obteni une ésonne en ount 1 4 Cope Y = Y et le odule de l'dittne oplexe Y' = losque = s et intepéte le Z + Z ésultt obtenu à l question péédente 5 Une odifition du poids de l hge tnspotée, povoque une vition de l ésistne R, qui este toutefois de l'ode de gndeu de l dizine d'ohs ; ette odifition -t-elle un effet signifitif su l vleu de l ésonne en ount? Justifie l éponse 5/5