Problème 1

Problème 1
La figure 1 représente le schéma d’un
hacheur alimentant un moteur a courant
continu.
II y manque un composant électronique.
1. 1. Nommez ce composant et représentez-
le sur la figure.
1.2. Expliquez brièvement quelle est la
fonction de ce composant dans le montage.
2. La figure no 2 représente les
chronogrammes de la tension u, de la
charge et du courant I qui parcourt
celle-ci (figure 2a pour uC , et figure 2c
pour I).
2.1. Indiquer les intervalles de conduction des composants électroniques sur l’axe des temps
de la figure 2b.
2.2. Montrer que la valeur moyenne de uC, notée <uC>, est égale à V. Faire l’application
numérique dans le cas de la figure 2.
3. Quel composant électrique permet le lissage du courant dans le moteur?
4. Calculer la valeur moyenne de la puissance consommée par la charge.
5. Fonctionnement du générateur
5.1. Représenter le chronogramme du courant iG fourni par le générateur, sachant que
I=cte=50A.
5.2. Calculer la valeur moyenne <iG> de l’intensité iG du courant fourni par le générateur.
Problème 2
L’induit d’un moteur A courant continu et excitation indépendante constante. est alimenté par
un hacheur série, lui-même soumis à une tension constante V = 250 V , suivant le schéma
représenté ci après:
1. H est un interrupteur électronique parfait, commandé à la fréquence f = 250 Hz, de façon à
être fermé pendant une fraction T (0<<1) de la période T, et ouverte de T à T.
1.1. Citer un composant électronique qui peut jouer le rôle de l'interrupteur H.
1.2. Calculer la période T du fonctionnement.
1.3. Quel nom donne-t-on à ?
V
i(t)
R
H
u(t)
L
uL(t)
uH
uM

2. Pour = 0,70, l’induit du moteur de résistance R = 0,50 , présente une f.é.m. E = 150 V.
2.1. Sur la copie, représenter les variations de la tension u en fonction du temps t. pour une
période T.
Echelles : 2cm  1ms 1 cm  50V
2.2. Calculer la valeur moyenne <u> de la tension u.
2.3. Comment peut-on mesurer <u>?
2.4. Donner le schéma du montage à réaliser et les branchements de l’oscilloscope bicourbe
nécessaires pour relever simultanément les oscillogrammes de u et de i en fonction du temps t.
2.5. Etablir la relation entre u, uL et uM. Sachant que la valeur moyenne <uL> de uL est nulle,
que vaut <uM> ?
2.6. La f.é.m. E = 150V étant constante pour = 0,70, calculer la valeur moyenne <i> de i.
3. Quel intérêt présente l’alimentation de l’induit du moteur par l’intermédiaire du hacheur?
Problème 3
Un moteur à courant continu est alimenté par le
dispositif ci contre . Ce dispositif est constitué:
- d’une source idéale de tension de f.é.m. E0 ;
- d’un interrupteur (électronique) K;
- d’une diode D supposée idéale;
- d’une inductance L.
L’interrupteur K se ferme et s’ouvre
périodiquement. Au cours d’une période T, il
est fermé pendant T(0<< 1) et ouvert
pendant le reste de la période.
La tension UAB a l’allure indiqué ci contre.
1. Quel nom porte le dispositif alimentant le moteur?
2. Quel composant électronique peut-on utiliser pour réaliser l’interrupteur K?
3. Déterminer l’expression de la valeur moyenne <uAB> de la tension en fonction de E et a.
4. Les grandeurs électriques uAB et i sont observées à l’oscilloscope. Pour observer l’intensité
i, nous plaçons une résistance de valeur r = 0,10  comme indiqué figure 3.
Nous supposons que cette résistance ne modifie pas le fonctionnement du dispositif.
L’oscillogramme de ri est représenté sur le document - réponse.
Les calibres de l’oscilloscope sont :
- voie Y1 (graphe ri) : 50 mV/div,
- voieY2 (graphe uAB) : 5 mV/div,
- base de temps : 2 ms/div.
4. 1. Tracer le graphe de la tension UAB sur le document - réponse.
4.2. Calculer la fréquence de uAB.
4.3. Calculer le rapport cyclique .
4.4. Calculer les valeurs minimale et maximale de l’intensité i.