Extraits sujets BTS MS électricité

Extraits sujets de BTS MS ( triphasé, MAS, MCC, Relèvement facteur de puissance)
BTS2006: Redressement d'un courant
1. L'oscillogramme ci- dessous représente une tension, e(t) délivrée par une source de
tension
sinusoïdale. Les sensibilités verticale et horizontale de l'oscilloscope étant
respectivement réglées sur 10 V / Div et 5 ms / Div.
Déterminer les caractéristiques suivantes de la tension e(t) : période (T), pulsation ( ω ),
valeur maximale (EM) et valeur efficace (E).
2. Cette tension est appliquée aux bornes d'un circuit comprenant, en série, une diode
D, que l'on considérera comme idéale et une résistance R de valeur 1 kΩ.
2. 1. Quel est le rôle d'une diode dans un circuit ?
Bernaud J 1/10

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2.2. La caractéristique i = f (u) d'une diode idéale est représentée ci-contre.
Expliquer les comportements qu'elle présente en fonction de la tension qui
est appliquée à ses bornes.
2.3. Tracer le graphe représentant l'évolution de la tension UR(t) aux bornes de la
résistance.
2.4. Déterminer la valeur de la période de UR(t).
3. On utilise maintenant un pont de diodes.
Sachant que dans un pont de diodes, l'association particulière de 4 diodes permet de
réaliser un redressement double alternance.
3.1. Déterminer le graphe représentant l'évolution de UR(t) aux bornes de la résistance.
3.2. Donner la valeur de la nouvelle période de UR(t).
4.On ajoute au montage un condensateur de capacité C = 100 µF.
Bernaud J 2/10

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4. 1. Quel est le rôle du condensateur dans ce montage ?
4.2. Quelle est la fonction de ce dispositif ?
Données :
La constante de temps τ = RC
BTS2005: Alimentation électrique d'un moteur
Afin d'alimenter un moteur asynchrone triphasé, un utilisateur dispose du réseau triphasé
EDF.
1. Comment appelle-t-on les tensions vl, v2 et v3 ? u12, u23 et u31 ?
2. Un oscilloscope permet d'observer l'évolution de la tension v1 entre la phase 1 et le neutre.
On obtient l'oscillogramme ci-dessous :
Calibre : 100V /division
Base de temps : 4 ms / division
a. Déterminer la période T ainsi que la fréquence f de cette tension.
b. Déterminer la valeur maximale V1max ainsi que la valeur efficace V1 de la tension
observée.
c. En déduire la valeur efficace de la tension mesurée entre deux phases.
d. Quel type d'appareil (nom, type et position) doit-on utiliser pour mesurer cette
tension ?
3. Sur ce réseau, on alimente un moteur asynchrone destiné à entraîner un mécanisme de
poulies et courroies.
Bernaud J 3/10

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Le moteur porte les indications suivantes :
230 V/400 V ; 50 Hz; n = 935 tr.min-1 Pu = 1, 1 kW; cos ϕ = 0,78 ; η = 0,67.
a. Comment faut-il coupler les enroulements du moteur sur le réseau 230 V/400 V ?
Justifier votre réponse.
b. Calculer le nombre de paire de pôles sachant que la vitesse de synchronisme du
champ tournant est de ns = 1000 tr.min-1.
c. Calculer la puissance active Pa absorbée par le moteur au régime nominal.
d. En déduire la valeur efficace de l'intensité I du courant en ligne.
BTS 2004
- L'installation électrique d'un atelier de teinture de tissus est alimenté par l'intermédiaire d'un
transformateur monophasé (1), de rapport de transformation m = 0, 15 et de puissance
nominale S2 = 45 kVA. Ce transformateur (1) est relié à la tension sinusoïdale du secteur
EDF.
- Dans l'atelier, un moteur est utilisé pour entraîner une machine à teindre les tissus. Pour
des raisons de sécurité le moteur est alimenté sous une tension de 48 V ; pour cela il est
relié à un second transformateur (2) alimenté au primaire sur l'installation électrique.
- On se propose d'étudier seulement quelques caractéristiques électriques du premier
transformateur (1) et du moteur de la machine à teindre.
A. Le transformateur (1)
1. Déterminer :
a. l'expression littérale de la tension de sortie nominale U2 et calculer sa valeur,
b. l'expression littérale et la valeur de l'intensité nominale I2N du courant secondaire.
2. L'ensemble de l'atelier possède un facteur de puissance cos ϕ2 = 0,90.
Toujours pour une intensité de fonctionnement I2 = 50 A, calculer les
valeurs de :
a. la puissance active P2 fournie à la charge (au moteur),
b. la puissance active absorbée au primaire, sachant que les pertes totales sont de 1600
W,
c. le rendement du transformateur dans ces conditions d'utilisation,
d. justifier l'origine des pertes dans le transformateur.
B. Le moteur
La plaque signalétique du moteur indique :
Pu = 500 W Ν = 750 tr.min-1
η = 0,85 cos ϕ = 0,75
Tension de service: U = 48 V
1. Calculer la puissance absorbée par le moteur.
2. Quelle est l'intensité du courant circulant dans le moteur ?
Bernaud J 4/10

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3. Calculer le couple utile du moteur.
4. Donner qualitativement la nature des pertes d'énergie dans le moteur.
BTS 2003: Étude d'un moteur triphasé et de son alimentation
Une ligne comportant trois fils de phase P1, P2, P3, un fil de neutre N et un fil de terre
véhicule, transporte, à la fréquence de 50 Hz, un système triphasé équilibré de tensions.
Elle alimente un moteur triphasé comportant trois enroulements identiques.
Ce moteur est branché en étoile.
1. Préciser le rôle du fil de terre.
2. Représenter l'installation.
3. La tension efficace entre deux fils de phase est de 380 V. Quelle est la valeur de la
tension efficace entre fil de phase et fil de neutre ?
4. La puissance mécanique du moteur est de 15 600 W. Son rendement est de 85 %.
Calculer la puissance électrique absorbée par le moteur.
5. Le facteur de puissance du moteur est alors égal à 0,7 (soit cos ϕ= 0,7). Déterminer
l'intensité efficace dans un fil de phase.
6. La vitesse de rotation du moteur est de 1450 tours par minute. L'exprimer en radians par
seconde.
7. Déterminer le moment du couple utile sur l'arbre.
8. Le moteur est du type asynchrone à 2 paires de pôles. Déterminer sa vitesse de
synchronisme et son glissement.
BTS 2002
Un moteur électrique monophasé fonctionne sous une tension : 220 V – 50 Hz, Il
consomme une puissance électrique 2,31 kW,
1) Calculer la fréquence N de rotation de ce moteur en tr/min, en supposant que ce
moteur effectue un tour pendant une période du courant.
2) En marche normale, l'intensité efficace I du courant qui traverse a une valeur, I =15A,
Calculer:
•sa puissance apparente;
•son facteur de puissance;
•sa puissance réactive.
3) On souhaite améliorer le facteur de puissance de l'installation,
•A-t-on intérêt à augmenter ou à diminuer le facteur de puissance?
•Donner sa valeur optimale,
•Pour modifier le facteur de puissance dans le sens souhaité, que faut-il
rajouter à l'installation et comment faut-il le brancher?
4) Le rendement du moteur est de 85 %. Calculer sa puissance utile,
5) Préciser l'origine des »pertes » dans un moteur électrique.
BTS 2001
Un moteur synchrone tétrapolaire est alimenté par un réseau triphasé 220 V/ 380 V ;
50 Hz. Il fournit une puissance utile Pu = 4,4 kW. La résistance de l’induit est négligeable. Le
rendement du moteur est η = 0,98.
1. Quelle est la fréquence de rotation du moteur ?
2. Calculer le moment de son couple Γu.
Bernaud J 5/10