Activité d`expérimentation de l`innovation technologique.
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Etude de cas n°2 : L’évolution des voitures radiocommandées. Questionnement : « Comment éviter les problèmes de démarrage, le bruit et une mise en œuvre complexe ? » Activité d’expérimentation de l’innovation technologique. Objectif : Votre travail sera de : - Décrire les solutions technologiques innovantes et les principes physiques associés à l’aide d’une simulation numérique et d’une expérimentation. Simulation : 1) Compléter le schéma de raccordement électrique du moteur en suivant la démarche décrite ci-dessous, puis simuler son fonctionnement. Démarche à suivre : - Dans le dossier ressources, cliquez le fichier « Moteur.CKT ». Le logiciel « CROCCLIP.EXE » s’exécute. Une fenêtre principale apparaît à l’écran. Agrandir la fenêtre. Tracer ensuite le circuit de raccordement électrique du moteur sur le schéma ci-dessous : 2) Simuler le fonctionnement du circuit: - Placer le curseur de la souris sur l’interrupteur, puis cliquez. L’interrupteur se ferme. Observer et à l’aide des propositions ci-dessous, décrire le comportement du circuit électrique. o L’interrupteur se ferme, o L’interrupteur s’ouvre, o Le moteur est alimenté en énergie électrique, o Le moteur n’est pas alimenté en énergie électrique, o Le moteur tourne dans le sens horaire, o Le moteur tourne dans le sens antihoraire, o Le moteur est à l’arrêt o On observe le passage du courant électrique dans le circuit. ………………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………….. - Compléter le schéma électrique ci-dessous, moteur en fonctionnement. Puis flécher le sens de circulation du courant électrique. Activité d’expérimentation de l’innovation technologique. Page 1/5 Etude de cas n°2 : L’évolution des voitures radiocommandées. Questionnement : « Comment éviter les problèmes de démarrage, le bruit et une mise en œuvre complexe ? » Activité d’expérimentation de l’innovation technologique. - Placer de nouveau le curseur de la souris sur l’interrupteur, puis cliquez. Observer et décrire le comportement du circuit électrique. ………………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………….. Expérimentation : 3) réaliser le câblage réel de raccordement électrique du moteur avec un générateur de tension et d’un bouton poussoir. On procédera ensuite à une expérimentation. Démarche à suivre : - A l’aide de la photo, repérer et identifier sur la platine, le matériel à utiliser (générateur de tension, bouton poussoir et moteur). - Effectuer le câblage du circuit électrique hors tension. - Régler le générateur de tension à une valeur de +9v. - Demander au professeur de vérifier votre câblage. Moteur électrique Mettre sous tension le générateur. - Vérifier que les résultats issus de votre essai soient identiques à ceux effectués lors de la simulation sur logiciel. - Résumer dans le tableau qui suit, le comportement du moteur pour les cas suivants : - bouton poussoir appuyé - bouton poussoir relâché Bouton poussoir : Bornes de mesures électriques Comportement du moteur : Bouton poussoir appuyé relâche - Générateur de tension réglé à 9V. Mettre hors tension le générateur. - Effectuer le câblage d’un multimètre (voir photo ci-contre). - Positionner le commutateur du multimètre sur la position VDC (mesure d’une tension continue, utilisation en voltmètre). - Appuyer successivement sur la touche « RANGE » jusqu’à ce que la valeur affichée à l’écran puisse être comprise entre 0 et 99 volts. Activité d’expérimentation de l’innovation technologique. Page 2/5 Etude de cas n°2 : L’évolution des voitures radiocommandées. Questionnement : « Comment éviter les problèmes de démarrage, le bruit et une mise en œuvre complexe ? » Activité d’expérimentation de l’innovation technologique. L’expérimentation suivante va vous permettre de mettre en évidence le principe de la variation de vitesse d’un moteur à courant continu. - Mesurer la tension aux bornes du moteur et sa vitesse de rotation (unité : tour/minute) à l’aide d’un tachymètre (voir schéma ci-dessous). PRISE DE MESURE AU TACHYMETRE SUR LA MAQUETTE Embout d’entraînement Tachymètre ft/min Broche du moteur Bouton de prise de mesure Pour les cas suivants : - Bouton appuyé - Bouton relâché Compléter le tableau de mesures. Bouton poussoir : Tension donnée par le Vitesse de rotation du voltmètre: moteur (tr/min) : appuyé U= N= relâché U= N= Régler le générateur de tension de manière à obtenir les tensions suivantes aux bornes du moteur (voir tableau). Compléter le tableau de mesures en précisant, pour chaque réglage effectué, la valeur de vitesse de rotation du moteur (unité : tr/min). Tension moteur en volt Vitesse (tr/min) 0v 1v 2v 3v 4v 5v 6v 7v 8v 9v Reporter vos mesures sur le graphe page suivante (A vous de choisir l’échelle) : - En abscisse : la tension aux bornes du moteur en volt. - En ordonnée : la vitesse du moteur en tr/min, Tracer la courbe : Vitesse moteur = f (Tension moteur). Commenter votre tracé. Mettre hors tension le générateur, puis ranger votre poste de travail. Activité d’expérimentation de l’innovation technologique. Page 3/5 Etude de cas n°2 : L’évolution des voitures radiocommandées. Questionnement : « Comment éviter les problèmes de démarrage, le bruit et une mise en œuvre complexe ? » Activité d’expérimentation de l’innovation technologique. Vitesse moteur (tr/min) Courbe : Vitesse moteur = f (Tension moteur). Commentaires : ……………………………………………... ……………………………………………... ……………………………………………... ……………………………………………... ……………………………………………... ……………………………………………... ……………………………………………... ……………………………………………... ……………………………………………... Tension moteur (volt) - Quelle technique est utilisée pour réaliser la variation de vitesse du moteur ? ………………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………….. - - Suite à une simulation numérique de comportement du moteur, des résultats ont été relevés. Les graphes ci-dessous montrent les signaux électriques obtenus aux bornes du moteur pour 2 vitesses différentes. La valeur de la tension maximale aux bornes du moteur = 8 volts. Pour 2 vitesses différentes et à l’aide du document sur le principe de la radiocommande, mesurer la durée de l’impulsion et la période du signal. Calculer ensuite la tension moyenne obtenue aux bornes du moteur. 1ière vitesse : 2ème vitesse : Echelle :1 carreau = 2ms (milli seconde) Umax = 8volts Durée de l’impulsion = ……………………… Période du signal = ……………………… Calculer : Umoy = ……………………………………………… Echelle : 1 carreau = 2ms (milli seconde) Umax = 8volts Durée de l’impulsion = ……………………… Période du signal = ……………………… Calculer : Umoy = ……………………………………………… Activité d’expérimentation de l’innovation technologique. Page 4/5 Etude de cas n°2 : L’évolution des voitures radiocommandées. Questionnement : « Comment éviter les problèmes de démarrage, le bruit et une mise en œuvre complexe ? » Activité d’expérimentation de l’innovation technologique. - Décrire en quelques lignes le principe de la variation de vitesse d’un moteur électrique à courant continu : ………………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………….. Activité d’expérimentation de l’innovation technologique. Page 5/5
