ISUPFERE - APPRENTISSAGE Electricité (18pts)

ISUPFERE - APPRENTISSAGE
Test MECANIQUE –ELECTRICITE 2014 (1h00)
NOM :__________________
PRENOM :_________________
Electricité (18pts)
Exercice 1 : (1pt)
On considère un nœud, point de concours de cinq branches.
On compte positivement les courants qui se dirigent vers le nœud.
Dans la branche 1 les électrons circulent vers le nœud et la valeur absolue de l’intensité est de 2 A.
Dans la branche 2 I2= - 3 A
Dans la branche 3 le sens conventionnel du courant est du nœud vers l’extérieur et la valeur absolue
de l’intensité est de 5 A
Dans la branche 4 I4= 4 A
Quelle est la valeur algébrique de l’intensité du courant dans la branche 5 ?
Exercice 2 : (2pts)
On considère la branche suivante :
UAB=15 V
U2= - 4 V
U4= 3 V
UAE=25 V
et
VA=30 V
Déterminer les potentiels des points B, C, E et les valeurs algébriques de U1 et U
Par application de la loi des branches, déterminer la valeur algébrique de U3
En déduire VD
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Exercice 3 : (2pts)
Déterminer les valeurs algébriques des tensions inconnues.
Exercice 4 : (1,5pt)
Un moteur consomme une puissance électrique de 2000 W. Le rendement de ce moteur est de 90 %.
Déterminer l’énergie dissipée par effet Joule dans le moteur en 1h 20 min (résultat en J et en kWh)
Exercice 5 : (1,5pt)
Une lampe consomme une puissance de 75 W. Le rendement de la lampe est = 6%.
Calculer l’énergie transformée en énergie thermique pour une durée de fonctionnement de 10 h .
Résultat en J et en kWh.
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Exercice 6 : (3pts)
UAC =24 V
Déterminer les valeurs des intensités des courants dans chaque branche
Exercice 7 : (1pt)
Un condensateur dont les armatures sont A et B se décharge. On donne la fonction qA =f(t) au cours
de cette décharge.
Quelle est la valeur de l’intensité du courant
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Exercice 8 : (1pt)
Calculer la capacité du condensateur équivalent à deux condensateurs de capacités C1=5 μF et C2=15
μF montés en série
Exercice 9 (2pts)
Une bobine d’inductance L =0,5 H et de résistance négligeable est parcourue par un courant circulant
de B vers A dans la bobine et dont l’intensité iBA varie périodiquement au cours du temps.
Donner l’expression de la tension uAB aux bornes de la bobine en fonction du temps.
Représenter l’allure de la courbe observée à l’oscilloscope si la base de temps est réglée à 10 ms.cm-1
et si la sensibilité verticale est de 1V.cm-1
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Exercice 10 (3pts)
Un condensateur de capacité C = 5 μF est monté en série avec un résistor de résistance R = 300 W.
On applique à l’ensemble une tension de valeur efficace 200 V et de fréquence 100 Hz. Calculer :
l. L’impédance du dipôle RC.
2. La valeur de l’intensité du courant.
3 Les tensions efficaces partielles aux bornes du résistor et du condensateur.
4. Le déphasage entre i et u
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NOM :__________________
PRENOM :_________________
Mécanique (13pts)
Exercice 1 : (1pt)
Un fluide circule dans un tuyau à section constante. La masse volumique du fluide décroît de moitié
par rapport à sa valeur initiale en circulant dans le tube. Que dire de la vitesse à la sortie du fluide ?
A
V1 = 2V2
1 = masse volumique entrée
B
2V1 = V2
2 = masse volumique sortie
C
V1 = V2
V1 = vitesse moyenne entrée
D
4V1 = V2
V2 = vitesse moyenne sortie
E
V1 = 4V2
1
V1
Débit
21/2
V2 = ?
Exercice 2 : (1pt)
Comment évolue la viscosité d’un fluide newtonien avec l’augmentation de la température?
Exercice 3 (3pts)
La figure ci-dessous représente un cric hydraulique formé de deux pistons (1) et(2) de section
circulaire.
Sous l’effet d’une action sur le levier, le piston (1) agit, au point (A), par une force de pression FP1/h sur
l’huile. L’huile agit, au point (B) sur le piston (2) par une force Fh/P2
On donne :
- les diamètres de chacun des pistons : D1 = 10 mm; D2 = 100 mm.
- l’intensité de la force de pression en A : Fp1/h = 150 N.
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Questions :
1) Déterminer la pression PA de l’huile au point A.
2) Quelle est la pression PB ?
3) En déduire l’intensité de la force de pression Fh/p2.
Exercice 4 (2pts)
Soit un tube en U fermé à une extrémité qui contient deux liquides non miscibles.
Entre les surfaces :
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- (1) et (2) il s’agit de l’essence de masse volumique ρessence=700 kg/m .
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- (2) et (3), il s’agit du mercure de masse volumique ρmercure=13600 kg/m .
La pression au-dessus de la surface libre (1) est P1=Patm=1 bar.
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L’accélération de la pesanteur est g=9,8 m/s .
La branche fermée emprisonne un gaz à une pression P3 qu’on cherche à calculer.
1) Calculer la pression P2 (en mbar) au niveau de la surface de séparation (2) sachant que h= (Z1Z2)= 728 mm.
2) De même, pour le mercure, calculer la pression P3 (en mbar) au niveau de la surface (3) sachant
que h’= (Z3-Z2)= 15 mm.
Exercice 5 : (3pts)
Du haut d’une tour de 100 m on lance une pierre en l’air avec une vitesse initiale de 10 m/s. Trouver
a) la hauteur maximum atteinte par la pierre ainsi que le temps mis pour atteindre cette hauteur ?
b) Au bout de combien de temps la pierre se trouvera-t-elle à une hauteur de 50 m en dessus du sol
et quelle sera sa vitesse à cet instant ?
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Exercice 6 : (3pts)
Une masse m est suspendue à deux fils attachés au plafond (voir figure (3)). Trouver la tension dans
chaque fil.
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