SCIENCES DE L'INGÉNIEUR TP N 16 page 1 / 5 GÉNIE ÉLECTRIQUE TERMINALE Durée : 2h ESSUIE GLACE À BALAYAGE AMÉLIORÉ : ÉTUDE DE L'ALIMENTATION STABILISÉE Centres d'intérêt abordés : Thématiques : CI2 Représentation et schématisation I3 Elaboration de schémas électriques CI7 Comportement dynamique et énergétique des systèmes E4 Architecture, puissance, rendement d'une chaîne d'éneregie Activités proposées : Compétences attendues : 1 Mesures sur les fonctions Identifier les constituants du réseau d'alimentation électrique 2 Synthèse Déterminer les grandeurs électriquesdes éléments fonctionnels de la chaîne d'énergie Ressources matérielles : Ressources documentaires : Système essuie-glace Générateur de tension continue variable Oscilloscope et multimètres Dossier technique : Essuie-glace PRÉSENTATION DU SYSTÈME ESSUIE-GLACE l'énergie électrique du système est fournie dans le véhicule par une batterie au plomb. Afin de palier aux problèmes inhérents à cette solution technologique, en particulier la recharge, le système didactisé est alimenté à partir du réseau EDF. Il est danc nécessaire de fabriquer une alimentation avec des caractéristiques électriques comparables à celles d'une batterie pour alimenter l'électronique de commande et le moteur de l'essuie-glace. Le TP a pour objectif d'identifier les caractéristiques des fonctions qui permettent d'obtenir une tension continue à partir de la tension issue réseau EDF (V1). ANALYSE THÉORIQUE (À FAIRE AVANT LE TP) 1 CARACTÉRISTIQUES DE LA TENSION SECTEUR EDF Rappeler, dans le tableau de la page 3, les caractéristiques de la tension issue du réseau EDF monophasé (V1) : fréquence f, période T, tension efficace : V1eff. Calculer la valeur maximale de la tension V1max = V1eff. 2 Représenter une période du signal V1(t) :
SCIENCES DE L'INGÉNIEUR TP N 16 page 2 / 5 2 SCHÉMA FONCTIONNEL (À COMPLÉTER LORS DU TP) V2 : ABAISSER A1 V3 : V1 : REDRESSER A2 V4 : FILTRER A3 REGULER A4 V5 : 3 SCHÉMA STRUCTUREL DE L'ALIMENTATION 4 SCHÉMA D'IMPLANTATION (AVEC LES BORNES D'INTERCONNEXION) Avant de commancer les mesures, assurez vous que les cavaliers sont présents sur le poste de stockage (à gauche du transformateur). Ces cavaliers permettront d'assurer la liaison entre les différentes fonctions.
SCIENCES DE L'INGÉNIEUR TP N 16 page 3 / 5 ANALYSE EXPÉRIMENTALE 5 MESURES DES CARACTÉRISTIQUES ÉLECTRIQUES DES FONCTIONS 5.1 ABAISSER LA TENSION (A1) Placer une charge en sortie du transformateur (relier un rhéostat réglé à 100 Ω entre les deux bornes de sortie du transformateur). En utilisant la sonde de tension (atténuatrice 1/10), visualiser à l'oscilloscope la tension de sortie du transformateur (V2). Relever son oscillogramme sur le document-réponse (page ). Mesurer la valeur maximale de cette tension V2max. Mesurer sa période T. Calculer sa valeur efficace V2eff. Calculer le rapport de transformation m du transformateur m = V2eff / V1eff. 5.2 REDRESSER LA TENSION (A2) Placer la charge sur sortie du pont de diodes. Relier la sortie du transformateur à l'entrée du pont de diodes. Visualiser à l'oscilloscope la tension de sortie du pont de diodes (V3). Relever son oscillogramme sur le document-réponse en concordance de temps avec V2. Mesurer la valeur maximale de cette tension V3max. Mesurer sa période T et sa fréquence f. 5.3 FILTRER LA TENSION (A3) Relier le condensateur à la sortie du pont de diodes. Visualiser à l'oscilloscope la tension de sortie de la fonction (V4). Relever son oscillogramme sur le document-réponse en concordance de temps avec V3. Mesurer la valeur maximale de cette tension V4max. Positionner le bouton de couplage sur la position AC. Mesurer la valeur de l'ondulation du signal DV4. 5.4 FONCTION DE TRANSFERT DU RÉGULATEUR DE TENSION 7812 Placer une alimentation continue variable sur l'entrée du régulateur selon le schéma donné : 7812 Ve Vs V Rc
SCIENCES DE L'INGÉNIEUR TP N 16 page 4 / 5 Mesurer la valeur de Vs, la tension de sortie du régulateur pour les différentes valeurs de Ve : Ve (V) 0 4 8 10 12 13 14 15 16 Vs (V) Vs Tracer la caractéristique de transfert de la fonction : Vs = f(ve) : Ve Déterminer la valeur de la tension de sortie régulée : Déterminer graphiquement la valeur minimale de la tension d'entrée pour laquelle la tension de sortie est régulée : 5.5 RÉGULER LA TENSION (A4) Placer la charge à la sortie du régulateur. Visualiser la tension de sortie V5 du régulateur. Mesurer la valeur de la tension de sortie régulée : Mesurer la valeur de l'ondulation du signal DV5 (couplage en position AC) : Commenter l'allure de la tension de sortie V5 : 6 SYNTHÈSE Compléter le schéma fonctionnel (page 2) en indiquant pour chaque fonction (A1 à A4): - le nom du constituant, - les caractéristiques électriques de sa sortie.
SCIENCES DE L'INGÉNIEUR TP N 16 page 5 / 5 V1 Caractéristiques du signal V1 : f = t 2ms/div V1max = V1eff = V2 Caractéristiques du signal V2 : V2max = t 2ms/div V2eff = m = V2/V1 = V3 Caractéristiques du signal V3 : f = V3max = V4 Caractéristiques du signal V4 : V4max = DV4 =