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CIRCUITS ELECTRIQUES ET ELECTRONIQUES Documents autorisés Aucun document en dehors de ceux remis aux candidats par les examinateurs n’est autorisé A) CIRCUITS ELECTRIQUES (10 pts) En vous servant des éléments puisés dans le dossier technique et dans votre cours de circuits électriques et électroniques, répondre aux questions posées. 1 ère Partie : Circuits et installations électriques /10pts Exercice 1.1 Protection par disjoncteur différentiel 4pts On envisage une installation électrique qui possède une prise de terre; la liaison entre le dipôle D et la terre est assimilée à une résistance RT. Le dipôle D présente un défaut d’isolement. Un utilisateur pose sa main sur la carcasse métallique et reçoit une décharge électrique. Son corps est assimilé à une résistance RH. On prendra RH = 1000. RN est la résistance entre la terre et le neutre de l’installation. On prendra RN = 10. (voir figure 2) PROBATOIRE DE BT MISE –BLANC Circuits Electriques et Electroniques Session 2016-2017 Page 1/7 REPUBLIQUE DU CAMEROUN Paix – Travail –patrie PROBATOIRE DE BREVET DES TECHNICIEN BLANC Session 2016-2017 Spécialité : MAINTENANCE ET INSTALLATION DES SYSTEMES ELECTRONIQUES (MISE) Durée : 04H Coefficient : 04 D Phase Neutre DDR IF = 500 mA Prise de terre U=230 V UD RN RT RH Fig. 2 Rupture d'isolement Enveloppe conductrice Dossier Sujet D Phase Neutre Prise de terre U=230 V UD RN RT RH I1 I2 ID I’D I’’D Fig. 3 Enveloppe conductrice DDR IF = 500 mA Bien que l’étude porte sur des installations en régime sinusoïdal, on supposera qu'il est possible d’effectuer les calculs comme s’il s’agissait d’une installation en régime continu. 1.1.1- Reprendre la figure 3 en ajoutant la résistance RH et le courant de décharche I’D dans le corps humain. 0.25pt x 1.1.2- Donner l’expression de la résistance équivalente Req entre le point où l’utilisateur a posé sa main et la terre. 0.25pt 1.1.3- Ecrire la relation entre les courants ID, I’D, et I’’D et indiquer alors le courant qui circule dans la résistance RN. 0.25pt+0.25pt 1.1.4- Etablir l'expression de ID en fonction de U , RN et Req (on suppose que le DDR est fermé). 1pt 1.1.5- En déduire celles de UD et I’D 0.25ptx2 1.1.6- Effectuer les différents calculs et compléter le tableau suivant. 1.75pt RT ( Réq ( ID (calculé) (A) Déclenchement du DDR? Valeur à prendre pour ID(A) UD (V) I'D (mA) Danger pour l'utilisateur? Infinie 200 Exercice 1.2 Analyse d’une installation électrique 6pts La figure 4 présente le schéma général d’une installation électrique. 1.2.1-Donner la différence entre un disjoncteur divisionnaire et un disjoncteur différentiel 1pt PROBATOIRE DE BT MISE –BLANC Circuits Electriques et Electroniques Session 2016-2017 Page 2/7 AES-SONEL 1.2.2-Quelle est la section du câble utilisé pour réaliser une prise pour cuisinière ? 0.5pt 1.2.3- Pourquoi faut-il interconnecter toutes les prises de terre d’une installation électrique ? 1pt 1.2.4- Nommer le dispositif numéroté par 4 sur la figure 4. 0.5pt 1.2.5- Quel est le nombre maximal de points lumineux admissible sur un circuit d’éclairage ? 1pt 1.2.6- Peut-on brancher la cuisinière et le congélateur sur le même circuit ? Justifier votre réponse. 0.5pt+0.5pt 1.2.7- Donner deux dispositions de la norme NF C 15-100 1pt Exercice 2.1 Amplificateur à transistors PROBATOIRE DE BT MISE –BLANC Circuits Electriques et Electroniques Session 2016-2017 Page 3/7 Dossier Technique Fig 4 : Schéma électrique D1 : Informations sur la protection par DDR a) Principe de fonctionnement d’un disjoncteur différentiel (DDR) Enveloppe conductrice D Phase Neutre DDR IF I1 I2 ID Prise de terre Rupture d’isolant Fig. 1 – Le dispositif représenté figure 1 pourrait être par exemple une machine à laver. Alors, D correspond au moteur et l’enveloppe à la carcasse métallique de la machine. – En cas de rupture d’isolant, une partie du courant "entrant" I1 est dérivé vers la "terre" sous forme d'un courant ID (courant de défaut). ID = I1 - I2 – Le DDR peut être considéré comme un interrupteur qui s’ouvre automatiquement si la différence entre les intensités des courants I1 et I2 atteint IF = 500 mA (pour un DDR de sensibilité 500 mA). IF est l’intensité du courant de déclenchement du DDR. b) Effet d’une électrisation A partir de 5 mA Secousse électrique A partir de 10 mA Contraction musculaire A partir de 25 mA Tétanisation des muscles respiratoires A partir de 50 mA Fibrillation ventriculaire : effet irréversible D2 : Quelques éléments d’une installation électrique -Les compteurs électriques Le compteur électrique sert à mesurer la quantité d'énergie électrique consommée par l'utilisateur, afin de pouvoir lui facturer. Les modèles les plus répandus sont de conception électromécanique, avec une sorte de roue crantée au centre.de plus en plus apparaissent les nouveaux compteurs qui sont les compteurs électroniques. PROBATOIRE DE BT MISE –BLANC Circuits Electriques et Electroniques Session 2016-2017 Page 4/7 - Le tableau électrique Le tableau électrique est l'organe central d'une installation électrique. Il se présente sous la forme d'un coffret dans lequel viennent s'encastrer différents modules qui composent l’installation électrique domestique. - Disjoncteurs On distingue 3 types de disjoncteurs -Le disjoncteur général ou de branchement Le disjoncteur général protège l'installation électrique et les personnes. Il assure l'arrêt d'urgence de l'ensemble de l'installation en cas de problème. Il est réglé selon l'abonnement (puissance) choisi par l'usager. Si trop d'appareils électriques fonctionnent en même temps et excèdent la puissance souscrite, il disjoncte et coupe le courant. Cependant, ce disjoncteur ne suffit pas à assurer la protection de votre installation, d'autres dispositifs doivent être mis en place -les disjoncteurs divisionnaires Les disjoncteurs divisionnaires assurent la protection des différents circuits électriques de l’installation. En cas de problème, il coupe le circuit responsable de la surcharge ou du court- circuit. -les disjoncteurs différentiels Les disjoncteurs différentiels à haute sensibilité (30 mA) protègent contre tous les risques de défauts susceptibles se produire sur un circuit c-à-d les surcharges et des courts- circuits, mais également les personnes des risques d'électrisation, d’ électrocution et d’ incendie. - Le câblage électrique La distribution du courant électrique est assurée par des câbles. Ceux-ci partent du tableau de répartition et alimentent les prises électriques, les points d'éclairage, le chauffe- eau, etc. La section d'un câble doit être adaptée à la puissance du circuit, par exemple  1,5 mm² pour un circuit d'éclairage de 10 A ;  2,5 mm² pour les circuits de prises « classiques » (16 A) ; PROBATOIRE DE BT MISE –BLANC Circuits Electriques et Electroniques Session 2016-2017 Page 5/7 6 mm² pour les circuits prises de 32 A, destinés aux gros appareils électroménagers type plaque de cuisson. Un code couleur facilite le câblage électrique par exemple  rayé vert/jaune pour le fil de terre ;  bleu pour le neutre ;  rouge marron, noir ou gris pour la phase - Prise électrique Une prise électrique permet d'alimenter tous les appareils électriques de la vie courante : réfrigérateur, lave-linge, aspirateur etc., en les reliant au réseau électrique. Les prises électriques ne peuvent pas être placées à n'importe quelle hauteur. Il faut respecter un minimum par rapport au sol fini :  à 5 cm du sol minimum pour des prises 16 A ou 20 A ;  à 12 cm du sol minimum pour des prises 32 A ;  entre 8 et 25 cm au-dessus du plan de travail dans la cuisine. - Interrupteur Un interrupteur assure la commande manuelle de l'ouverture et la fermeture d'un circuit électrique. D3 : Norme NFC15-100 Les principales dispositions de la norme électrique NF C 15-100 concernent les points suivants :  Le schéma de l'installation doit être fourni.  Tous les circuits électriques de l'installation doivent être protégés par des dispositifs différentiels à courants résiduels (DDR) de 30 mA (disjoncteur et/ou interrupteur).  La mise en place d'une gaine électrique de type gaine technique logement (GTL) qui regroupe en un seul emplacement toutes les arrivées des réseaux de courants forts et faibles de l'installation.  L'installation doit comporter au moins quatre circuits indépendants ou spécialisés (électroménager), un nombre minimum de points lumineux et de prises électriques par pièce. Ainsi, il faut trois prises minimum par chambre, six prises minimum dans une cuisine, une prise tous les 4 m² dans un séjour, etc.  Une protection contre les surtensions d'origine atmosphérique (parafoudre) est obligatoire dans certains cas.  La mise à la terre de l'installation électrique. Toutes les prises de terre doivent être interconnectées. B) CIRCUITS ELECTRONIQUES (10pts) PROBATOIRE DE BT MISE –BLANC Circuits Electriques et Electroniques Session 2016-2017 Page 6/7 I1 IS IO VE VS R3 R2 R1 - + Bloc A IC M T4 T3 R2 HP VCC R1 T1 T2 Exercice 1. (5pts) Exercice 2. (5pts) 4) Calculer le temps de blocage (t1) et de saturation (t2) du transistor T2. (1pt) 1) Tracer l’allure du signal UCE2. (1pt) 2) La sortie UCE2 présente l’état logique haut (14V). 6-1) Calculer le courant IB3 de base de T3. (0.5pt) 6-2) Calculer le courant collecteur IC. (0.5pt) PROBATOIRE DE BT MISE –BLANC Circuits Electriques et Electroniques Session 2016-2017 Page 7/7 Soit le montage de la figure F1 d’un ampli uploads/s3/circuits-electriques-et-electroniques-blancs-2017.pdf