SESSION 2009 BACCALAURÉAT TECHNOLOGIQUE SCIENCES PHYSIQUES ET PHYSIQUE APPLIQUÉE STI Génie Civil STI Génie Énergétique Temps alloué : 2 heures Coefficient : 5 Le corrigé comporte 4 pages. Partie A : Étude de l’installation électrique. (11,5 points) 1.1 Couplage triangle pour M1 Couplage étoile pour M2 Chaque enroulement du moteur M1 doit être soumis à une tension de 230 V donc chaque enroulement doit être branché entre phase donc couplage triangle. Chaque enroulement du moteur M2 doit être soumis à une tension de 133 V donc chaque enroulement doit être branché entre phase et neutre donc couplage étoile. Schémas couplages 1.2 Montage équilibré 2.1 PECL= 3 300 = 900 W QECL= 0 var (car résistif) PM1 = √3.U.IM1.cosM1 = √3 230 6,5 0,85 = 2,2 kW QM1 = √3.UIM1.sinM1 = √3 230 6,5 sin(cos-10,85) = 1,36 kVAr ou QM1 = PM1 tanM1 = 2200 tan(cos-10,85) = 1,36 kVAr PM2 =√3.U.IM2.cosM2 = √3 230 2,54 0,74 = 749 W ≈ 750 W QM2 =√3.U.IM2.sinM2 =√ 3 230 2,54 sin(cos-10,74) = 680 var ou QM2 = PM2 tanM2 = 750 tan(cos-10,74) = 680 var PT = PM1+ PM2+ PECL = 2200 + 750 + 900 = 3,85 kW QT = QM1+ QM2 = 1364 + 680 = 2,04 kvar 2.2 ST = √( PT2+ QT2) = √(3850²+2044²) = 4359 VA ≈ 4.36 kVA 2.3 k = PT / ST = 3850 / 4360 = 0,883 IT = ST / (√3U) = 4360 / (√3230) = 10,9 A 2.4 Ajouter des condensateurs au montage Diminuer l’intensité du courant de ligne pour diminuer les pertes Joule. Partie B : Étude du moteur asynchrone M1 entraînant la pompe de filtration. (6 points) 1.1 TUN = PUN / = PUN / (2 nN / 60 ) = 2000 / (2 2850 / 60) = 6,7 N.m (pour indication : = 298,5 rad.s-1) 1.2 PP = PM1 - PUN = 2200 – 2000 = 200 W Pertes Joule, pertes ferromagnétiques, pertes mécaniques 1.3 N = PUN / PM1 = 2000 / 2200 = 0,91 = 91% 1.4 nS = 60.f / p = 60 50 / 1 = 3000 tr.min-1 g = (nS-nN) / nS = (3000-2850) / 3000 = 0,05 = 5% 2.1 Tracé de TU(n) : droite passant par les points : n = 3000 tr.min-1 Tu = 0 N.m n =2850 tr.min-1 Tu = TuN = 6,7 N.m 2.2 Par lecture graphique : nF = 2860 tr.min-1 TuF = 6,1 N.m 1 Partie C : Régulation du pH. (2,5 points) 1. 2. 3. 4. 5. acide pH=0 basique pH=7 neutre pH=14 ions hydrogène [H+] ou hydronium [H3O+] responsables du pH (nom ou formule) Papier pH [H3O+]=10-pH=10-7,4=3,98.10-8 mol.L-1 Ions Ca2+ et Mg2+ 2 DOCUMENT RÉPONSE ANNEXE 1 R 33 É S 22 E A 11 U N N Stator M1 Stator M2 Figure 1 Elément Puissance active Puissance réactive 3 Projecteurs PECL = 3*300 = 900 W QECL= 0 var Moteur M1 PM1 = 2200 W QM1 = 1364 var Moteur M2 PM2 = 750 W QM2 = 680 var Installation PT = 3850 W QT = 2044 var Figure 2 3 Figure 3 8 7 TuF F 6 Tu,Tr (Nm) 5 4 3 2 1 0 1000 1500 2000 n (tr/min) 4 2500 nF 3000