Synthese FF ESA Eléments de correction SEPTEMBRE 2020 (2)

Session
Examen de :
Filière
Epreuve de
Variante
Page
Septembre2020
Fin de Formation
ESA
Synthèse
1
P a g e 1 | 9
Examen National de Fin d’année
Session de Septembre 2020
Examen de Fin de Formation (Synthèse)
Eléments de correction
Filière
ESA
Variante
1
Niveau
TS
Durée
4 Heures
Barème
/40
Détail du Barème :
Question
Barème
Question
Barème
Question
Barème
Partie théorique
/40
IV. 2
1.5
VIII. 7
3
I. 1
3
IV. 3
1
IX. 1
5
I. 2
4
V. 1.a
2
IX. 2
5
I. 3
4
V. 1.b
2
X. 1
2
I. 4
4
V. 2
2
X. 2.a
2
II. 1
4
VI. 1
3
X. 2.b
2
II. 2
3
VI. 2
3
X. 2.c
2
II. 3
3
Partie pratique
/60
X. 2.d
2
II. 4
3
VII. 1
2
X. 2.e
2
III.1.a
1
VII. 2.a
3
XI. 1
3
III. 1 . b
1
VII. 2.b
3
XI. 2
3
III. 2
1
VII. 2.c
3
XII.1
4
III. 3
1
VIII. 1
3
XII.2
4
III. 4.a
1
VIII. 2
3
XIII.1
5
III. 4.b
1
VIII. 3
3
XIII.2
5
III. 4.c
1
VIII. 4
3
III. 4.d
1
VIII. 5
3
IV. 1
1.5
VIII. 6
3
Total
100
Office de la Formation Professionnelle et de la Promotion du Travail
Direction de la Recherche et de l’Ingénierie de la Formation : Division Examen

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Théorique
1
P a g e 2 | 9
Partie théorique
Sujet I : Etude du moteur à courant continu
1- Le rendement du moteur sachant que les pertes Joule inducteur sont de 150 watts.
Puissance utile : 7 kW
Puissance absorbée par l’induit = UI = 240*35 = 8,4 kW
Puissance absorbée par l’inducteur = pertes Joule à l’inducteur = 150 W
Puissance absorbée = puissance absorbée par l’induit + puissance absorbée par
l’inducteur
= 8400 + 150 = 8,55 kW
Donc le Rendement = 7000/8550 = 81,9 %
2- Les pertes Joule induit sachant que l’induit a une résistance de 0,5 W.
RI² = 0,5 * 35² = 0,61 kW.
3- La puissance électromagnétique et les pertes « constantes ».
Puissance électromagnétique = fem induite ´ courant d’induit
Fem induite : E = U – R*I = 240 – 0,5*35 = 222,5 V
E*I= 222,5*35 = 7,79 kW
 Autre méthode : bilan de puissance
Puissance électromagnétique = puissance absorbée – pertes Joule totales
= 8,55 – (0,15 + 0,61) = 7,79 kW
Pertes « constantes » (ou plutôt pertes collectives pour parler rigoureusement)
= puissance électromagnétique – puissance utile
= 7,79 – 7 = 0,79 kW
4- Le couple électromagnétique, le couple utile et le couple des pertes « constantes ».
Couple électromagnétique = 7790/(800*2p/60) = 93 Nm
Couple utile = 7000/(800*2p/60) = 83,6 Nm
Couple des pertes constantes = 790/(800*2p/60) = 93 – 83,6 = 9,4 Nm
Sujet II : Etude du circuit pneumatique
1. il faut déterminer la section du piston. Pour cela, on prend la pression de 7 bars et
on applique la formule :
F = P . S avec S= .D²/ 4 et D=3.2cm
d’où S = 8.03cm2
donc Fp=P.S=7. 8,03 ; Fp=56.21daN
2. On calcule la surface utile en rentrée

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Théorique
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S’=Spiston-Stige
S’=/4 .(D²-d2)= 6,9 cm2 avec D=3.2cm et d=1.2cm
d’où Ft=P.S’=7. 6.9 ; Ft=48.35daN
3. On prend F=m.g ; donc m=f/g avcec g=1daN/kg
D’où m=56.21/1 ; m=56.21 kg
4. Ona V=l/t donc t=l/v=0.2/0.1=2s
Donc t=2s
Sujets au choix :
Choix n° 1 :
Sujet III : Etude du moteur a c.a
La plaque signalétique du moteur asynchrone d’une fraiseuse porte les indications
suivantes :
3 ~ 50 Hz
D 220 V 11 A
Y 380 V 6,4 A
1455 tr/min cos  = 0,80
1) Le moteur est alimenté par un réseau triphasé 50 Hz, 380 V entre phases.
a. Couplage étoile.
b. 4 pôles (vitesse de synchronisme : 1500 tr/min)
2) Calcule du glissement nominal (en %).
g=(1500-1455)/1500=30 %
3) les pertes fer.
Bilan de puissance :
Pertes par effet Joule au stator : 3×0,65×3,2² = 20 W
Pertes par effet Joule au rotor : négligeables
Pertes fer : 260 – (130 + 20 + 0) = 110 W
4) Pour le fonctionnement nominal, calculer :
a- les pertes par effet Joule au stator
3×0,65×6,4² = 80 W
b- les pertes par effet Joule au rotor
Puissance absorbée : √3×380×6,4×0,80 = 3 370 W
Puissance transmise au rotor : 3 370 – (80 + 110) = 3 180 W
3 180 × 0,03 = 95 W
c- le rendement
Puissance utile : 3 180 – (130 + 95) = 2 955 W
Rendement : 2 955 / 3 370 = 87,7 %
d- le couple utile Tu
Tu= 
 =19.4 Nm

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Théorique
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Sujet IV : Accessoires de transformation du mouvement
1. Définition : Le système à roues dentées-chaîne permet de transmettre un
mouvement de rotation à une distance plus ou moins importante
2. Les types des roue dentées
• roues cylindriques à dentures droites.
• roues cylindriques à denture hélicoïdale.
• roues coniques à denture droite.
• Roues coniques à denture hélicoïdale
3. Les méthodes de la tension des courroies :
• Avec tendeur ou galet des courroie
• Avec le réglage de l’entraxe entre les deux poulie
Choix n° 2 :
Sujet V : Transmissions mécaniques
1.
a-Le nom :accouplement a engrenage
b-les composants : * 2 moyeux
*Elément de liaison.
* joint d’étanchéité.
2. les cause : * La chaleur.
* la contamination par l’eau.
* la contamination par l’huile.
Sujet VI: L’utilisation de l’automate programmable
1. Un API se compose de trois grandes parties :
• Le processeur ;
• La zone mémoire ;
• Les interfaces Entrées/Sorties

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Théorique
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Partie pratique
Sujet VII : Etude du moteur à courant continu
1- le schéma électrique équivalent d’un moteur à courant continu à excitation
série.
2- On Calcule :
2-1- La f.e.m. du moteur.
E = U – (R + r)I = 200 – (0,2 + 0,5)×20 = 186 V
2-2-
Puissance absorbée = UI = 200×20 = 4000 W
Pertes Joules totales = (R + r)I² = (0,2 + 0,5)×20² = 280 W
Puissance utile = 4000 – (280 + 100) = 3620 W
Tu = Pu/ = 3620/(1500*2/60)=3620/157=23 Nm
Le rendement=3620/4000=90.5%
2-3- la valeur de la résistance du rhéostat à placer en série avec le moteur
Au démarrage, la fem est nulle (vitesse de rotation nulle). U = (R + r + Rh)Id
Rh= (U/Id)- (R+r) =4.3 