0- !" # " " # $! !! % " 0 / ! -. . / -.- ((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((( " ) * # +, UNIVERSITE MONTPELLIER 2 Concours externe d'assistant ingénieur de recherche et de formation BAP C : Sciences de l'ingénieur et instrumentation scientifique Emploi Type : Assistant électrotechnicien Session 2005 Epreuve écrite d'admissibilité Mardi 5 Juillet 2005 Durée trois heures Coefficient quatre Calculatrice de poche à fonctionnement autonome, non imprimante, autorisée. & ' ! # Sommaire Le document technique que nous proposons d’étudier est composé de 2 parties : • Un feuillet d’introduction sur la réalisation des hautes tensions (source Traité d’électricité – haute tension ; M Aguet et M Ianoz) • Un ensemble de 10 feuilles contenant les questions et emplacements pour les réponses + Générateurs de très hautes tensions !" # $ ' % & # % )$ $ # $ * " + $ ( $ $ + & ( # % + + & * + % # , $ % . $ * # * / - $ $ $ $ * * 0 $ + % ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( % + )( ( * ……… * Etude d’un générateur THT à diodes semi-conducteurs Redresseur à une alternance 1 / % $ # + $ /$ ( + 2 ( + 3$ + 2 * Q-1. Quel est le rôle principal du transformateur ? R-1. Q-2. R-2. 1 * Que représente sur la Figure 1 l’expression Np:Ns ? Q-3. Vous dessinez, en les superposant, la caractéristique d’une diode idéale (Di) et d’une diode réelle (Dr) R-3. Q-4. Quelle est la valeur maximale que l’on peut espérer obtenir aux bornes de la charge R pour un transformateur donné de rapport ü ? (cas d’une diode idéale et R infini) R-4. Q-5. Quel est le rôle de l’écran (----) dessiné dans le transformateur ? R-5. 0 1 + % + $ 4* 2 5 + $ 7 + + 6$ + * Q-6. Quelle est la valeur de la tension inverse maximale appliquée à la diode ? R-6. Q-7. Pour quelle raison la valeur maximale du courant i ne coïncide pas avec la valeur maximale de tension us? R-7. Q-8. Dessiner le schéma équivalent du circuit provoquant la branche exponentielle R-8. Q-9. R-9. Donner l’expression littérale du courant dans la résistance R 8 ! 3 /* 4 2 $ 1 # , % ! 3 % 2 # 9 2 5 5 4 5 : Q-10. Pour la première ½ alternance (positive) de Us, vous dessinez sur la Figure 3 le circuit de circulation du courant direct. R-10. Q-11. Que vaut Uc1 ? Que vaut Uc2 ? Que vaut Uc ? R-11. Q-12. A la fin de la seconde ½ alternance (négative) de Us, que vaut Uc1 ? Que vaut Uc2 ? Que vaut Uc ? R-12. 8 < Q-13. ; < % 5 Est-ce un avantage ou un inconvénient ? (justifier) R-13. = 2 1 Q-14. Quelle est la valeur de Uc en fonction de Us (expression littérale et application numérique : Us= 10kV,, R= 20 MΩ ; C1=16 nF ;C=8 nF ; f= 400Hz) R-14. 5 Q-15. $ Quelle est la valeur du courant dans la résistance ? R-15. ; 3 + Q-16. δ5 2 /$ 5 ' δ R-16. / / ∆5: /$ ' 5 > * 2 Q-17. 5 ∆ R-17. Q-18. R-18. Quelle est la valeur maximale de Uc ? $ % 2 1 + + Q-19. 1 * 6 $ Que vaut la tension de sortie u pour le montage de la Figure 6 ?: R-19. Q-20. Quelles sont, à la fin de la première alternance, les valeurs des tensions : Ucd1, Ucd2, Ucd3 et U ? R-20. Q-21. R-21. Ucd1 = ……, Ucd2 = …………, Ucd3= ……….. et U = …………. Quelle est la valeur de la tension inverse que supportent les diodes ? ? * 1 < < & 6!6$ Q-22. Figure 7 R-22. 7 8 8 ! ! !''" " ! ! 9:9; Q-23. Quel(s) commentaire(s) faites vous ? R-23. Q-24. Quel est le rôle précis de ce dispositif ? R-24. Q-25. Quel est le principe de fonctionnement ? R-25. Q-26. Que signifie le sigle CEM ? R-26. Q-27. Quel est l’objectif de la CEM ? R-27. ((((((((((((((((((((((((((((((((((' ((((((((((((((((((((((((((((((( % !! " ! <& ! < ! -" "! & Redresseur à une alternance............................................................................. 4 1 =( ; =(+; =( ; =(1; ' =(5; 0 =(6; =(B; ? =(D; =(E; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 1 ! ' ?;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 1 " 2 < ?;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 1 ! ) " & ! ! ! !" 0 # ! ! ! " < & " 3 <3 ! * ! "! @? ! ! ! !" - ' # ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 5 = > ! " ((((# ! "! ' ? ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 5 % ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 5 = ! < & " A ! ! ?;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 6 & < ! C ! < ! 6 0 *" "& ! & 3 * < ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 6 0 < " ! ! " -;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 6 = = 7 = > 0# 5 ..................................................................................... 7 % ! 3 % ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; B =( ,; 8 F #! G ! ) 2 ! ! ! ; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; B =( ; = G ?= G +?= G ?;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; B =( +; ' ! ! F " #! G & G ?= G +?= G ? B =( ; ( " ? ' #;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; D % ! 3 / * 4 ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; D =( 1; = ! G ' ! G < " " & G H ,47 -H +, Ω I H 6 2I HD 2 I'H 1,,:)# ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; D =( 5; = ! ! " ?;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; E =( 6; / δ5 ; / <% & < 3$ * ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; E =( B; / ∆5 ; /* ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; E 3$ =( D; = < ! G ? ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; E Cascade de Greinacher ou de Cockroft -Walton : ......................................... 10 =( E; =(+,; =(+ ; =(++; =(+ ; =(+1; =(+5; =(+6; =(+B; = = , = @ = = = = = ! A ' ! ! # > ' 3 ! 8 2 ! & 6 ? ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; , ! G !+ G ! G ? ! ! ?;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 2 B * ;;;;;;; #' ? ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; " ! ! '?;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ! ' ?;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ?;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; '! ? ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; , + + + + +