Série 015 Procédures de qualification Electricienne de montage CFC Electricien de montage CFC Connaissances professionnelles écrites Pos. 4. Technique des systèmes électriques Dossier des expertes et experts s Temps : Auxiliaires : 60 minutes Règle, équerre, chablon, calculatrice de poche sans transmission de données et recueil de formules sans exemple de calcul. Cotation : - - - - - Le nombre de points maximum est donné pour chaque exercice. Pour obtenir le maximum de points, les formules et les calculs doivent figurer dans la solution ainsi que les résultats avec leur unité soulignés deux fois. Le cheminement de la solution doit être clair et son contrôle aisé. Si dans un exercice on demande plusieurs réponses, vous êtes tenu de répondre à chacune d elle. Les réponses sont évaluées dans l ordre où elles sont données. Les réponses données en plus ne sont pas évaluées. S il manque de la place, la solution peut être écrite au dos de la feuille et vous devez le mentionner sur l exercice. Barème : Nombres de points maximum : 40,0 8,0-40,0 Points = Note 6,0 4,0-7,5 Points = Note 5,5 0,0 -,5 Points = Note 5,0 6,0-9,5 Points = Note 4,5,0-5,5 Points = Note 4,0 18,0-1,5 Points = Note,5 14,0-17,5 Points = Note,0 10,0-1,5 Points = Note,5 6,0-9,5 Points = Note,0,0-5,5 Points = Note 1,5 0,0-1,5 Points = Note 1,0 Les solutions ne sont pas données pour des raisons didactiques (Décision de la commission des tâches d examens du 09.09.008) Délai d attente : Créé par : Editeur : Cette épreuve d examen ne peut pas être utilisée librement comme exercice avant le 1 er septembre 016. Groupe de travail EFA de l USIE pour la profession d électricienne de montage CFC / électricien de montage CFC CSFO, département procédures de qualification, Berne
5.1.1 1. La tension à l introduction d une maison peut varier de 10 % par rapport aux valeurs nominales (0/400 V). 4 a) Sur une prise T5 placée juste à côté, quelles valeurs de tension peut-on trouver : au minimum entre L 1 et N au maximum entre L 1 et N au minimum entre L et L au maximum entre L et L b) Sur le schéma ci-dessous, dessinez les deux voltmètres permettant de mesurer les tensions L 1 -N et L -L. a) L 1 N U min. = 0, 9 0 V = 07 V U max. = 1, 1 0 V = 5 V L L U min. = 0, 9 400 V = 60 V U max. = 1, 1 400 V = 440 V La tension varie de 07 V à 5 V et de 60 V à 440 V! b) L L V V L 1 N (1 point par appareil de mesure correctement relié) EM_Pos_4 Techn_système_élec_exp_PQ15 Page / 10
5.1.. Quels sont les avantages d un système d alimentation triphasé par rapport à un système monophasé? Citez deux avantages. - Il y a deux tensions différentes disponibles (0 V et 400 V) - Il produit un champ tournant permettant la rotation d un moteur électrique simple - Répartition de charge - Plus grande puissance (1 par rép.). 5.1. a) Décrivez les parties 1,, et 4 d un disjoncteur à courant différentiel résiduel (DDR). b) Citez deux avantages à l utilisation d un DDR dans une installation. a) 1 = Interrupteur d enclenchement ou de déclenchement = Déclenchement magnétique = Bobine de détection du flux résultant 4 = Bouton de test (0,5 par rép.) b) - Amélioration de la protection des personnes (0 ma) - Amélioration de la protection contre les incendies (00 ma) - Respect des temps de coupure en cas de court-circuit - Détection de courants de défaut. EM_Pos_4 Techn_système_élec_exp_PQ15 Page / 10
5.1.4 4. Désignez les différents éléments de ce schéma de commande de moteur. L1/L/L 1 1: : : 5. 1: Fusible (Disjoncteur) : Interrupteur de moteur : Bimétal (thermique, mécanique) 5.1.6 a) Nommez les deux principaux objectifs qu un transformateur permet d atteindre dans la pratique. b) Quel type de tension électrique peut être modifié par le transformateur? a) - Courant et tension adapté au consommateur - Obtention d une tension élevée adaptée au transport d énergie. - Sécurité grâce à la séparation galvanique b) Uniquement les tensions alternative (AC) (1 par rép.) EM_Pos_4 Techn_système_élec_exp_PQ15 Page 4 / 10
5.1.6 6. Calculez les courants et tensions manquants. a) N 1 = 1000 spires Transformateur N = 100 spires U 1 = 0 V U =? I 1 = 1 A I =? b) N 1 = 800 spires U 1 =? I 1 =? Transformateur N = 100 spires U = 1,5 V I = 8 A N 1 N = U 1 U = I I 1 => a) U = U 1 N N 1 = 0 V 100 1000 = V I = I 1 N 1 N = 1 A 1000 100 = 10 A b) U 1 = U N 1 N = 1, 5 V 800 100 = 100 V I 1 = I N N 1 = 8 A 100 800 = 1 A EM_Pos_4 Techn_système_élec_exp_PQ15 Page 5 / 10
5.1.7 7. Complétez le schéma ci-dessous afin que les trois lampes puissent être allumées et éteintes en même temps par un interrupteur schéma 0 et en y insérant les instruments suivants : 5 a) Le multimètre (A) mesure la tension aux bornes de la lampe E1. b) Le multimètre (B) mesure le courant consommé par les lampes E1 et E. c) La pince ampéremétrique (C) mesure le courant dans le neutre de la lampe E. d) Pour les multimètres A et B, dessinez la position du sélecteur rotatif. Complétez le schéma. (E1) (E) (E) (A) (B) (C) OFF V~ OFF V~ V= Ω A~ A= V= Ω A~ A= A COM V Ω A COM V Ω (E1) (E) (E) (A) (B) (C) OFF V~ OFF V~ V= Ω A~ A= V= Ω A~ A= A COM V Ω A COM V Ω (Câblage points, 1 point par instrument de mesure, commutateur faux -0,5 point) EM_Pos_4 Techn_système_élec_exp_PQ15 Page 6 / 10
5..1 8. Les informations fournies pour un congélateur sont les suivantes : Protection de la ligne 1 A Puissance 0,175 kw Efficacité énergétique A+ Consommation d énergie pour 100 litres de capacité utile et pour 4h 0,4 kwh Capacité totale utile 50 litres Tension 0 V AC a) Calculez avec les informations disponibles, l énergie moyenne consommée par ce congélateur en une année (65 jours). b) Quel est le coût, en francs, de l énergie consommée par ce congélateur en une année? Le prix moyen du kwh est de 18 centimes/kwh. a) W d =, 5 W 100 l =, 5 0, 4 kwh = 0, 6 kwh W a = 65 W d = 65 0, 6 kwh = 19 kwh b) Coût = W a T a = 19 kwh 0, 18 Fr. = 9, 4 Fr. kwh 9. 5.. Parmi les ampoules suivantes : 1: Ampoule halogène à basse tension : Ampoule au sodium à haute pression : Ampoule halogène à haute tension 4: TL a) Quelles ampoules sont incandescentes? b) Quelles ampoules ont besoin d un ballast (aide à l allumage)? Donnez les numéros des ampoules. a) 1, b), 4 (0,5 par rép.) EM_Pos_4 Techn_système_élec_exp_PQ15 Page 7 / 10
5.. 10. Quelles affirmations sont fausses ou justes pour un four? Affirmations juste fausse Dans un four, l énergie thermique est convertie en énergie électrique. Un four a une puissance 0,4 kw La chaleur est produite par des réactances d induction. Dans un four, l énergie électrique est convertie en énergie thermique. Affirmations juste fausse Dans un four, l énergie thermique est convertie en énergie électrique. Un four a une puissance 0,4 kw La chaleur est produite par des réactances d induction. Dans un four, l énergie électrique est convertie en énergie thermique. (0,5 par rép.) 11. 5..4 a) Pour quelle tension d exploitation les enroulements du moteur sont-ils conçus? b) Ce moteur sera-t-il connecté en étoile ou en triangle? c) Quel est le rendement de ce moteur pour une puissance électrique de 17,45 kw? a) 0 V b) Couplage en étoile c)η = p utile 15 kw = = 0, 86 P absorbée 17, 45 kw EM_Pos_4 Techn_système_élec_exp_PQ15 Page 8 / 10
5..1 1. Trois résistances sont couplées en parallèle. R 1 R R =? Résistance R 1 = 0 Ω, Résistance R = 0 Ω, Résistance équivalente R équ. = 8 Ω a) Calculez la résistance R. b) Quel est le courant total si ce couplage est alimenté par une tension de 80 V? 1 1 a) R = 1 1 1 = 1 R équ R 1 R 8 Ω 1 0 Ω 1 0 Ω = 4 Ω () b) I tot = U 80 V = = 10 A R équ 8 Ω 1. 5.. Dans une ligne de cuivre ayant une résistance de 0, Ω, la chute de tension en ligne ne doit pas dépasser % de la tension de service (0 V). Quel est le courant maximum? U = U [%] U 100 % 0 V = = 6, 9 V 100 % I = U R 6, 9 V = = A 0, Ω EM_Pos_4 Techn_système_élec_exp_PQ15 Page 9 / 10
5.. 14. Dessinez le triangle des puissances pour une charge inductive (un moteur par exemple). Pour chaque vecteur, indiquez : - Le nom de la puissance - Le symbole utilisé pour cette puissance - L unité φ P S P = Puissance active [W] Q L = Puissance réactive [var] S = Puissance apparente [VA] QL (1 point pour le triangle avec les symboles, 1 point pour le nom des puissances, 1 point pour les unités) 15. 5..5 Un chauffe-eau est connecté en x 400 V. Sur chaque conducteur polaire, on mesure un courant de 15 A avec une pince ampèremétrique. Quelle est la puissance totale? P = U I = 400 V 15 A = 10, 4 kw Total 40 EM_Pos_4 Techn_système_élec_exp_PQ15 Page 10 / 10