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TD Sciences Appliquées BTS 1 Electricité générale Lois des nœuds, des mailles,

TD Sciences Appliquées BTS 1 Electricité générale Lois des nœuds, des mailles, pont diviseur Millmann, Kennely.............................................................................................7 Exercice 1: Contrôle de connaissances..........................................................................................................................7 Exercice 2: Etude d’un diviseur de tension....................................................................................................................8 Exercice 3: Potentiomètres...........................................................................................................................................8 Exercice 4: Terre et disjoncteur différentiel..................................................................................................................8 Exercice 5: Protection par prise de terre (Solution 1:)................................................................................................10 Exercice 6: Lecture voltmètre......................................................................................................................................11 Exercice 7: Millman.....................................................................................................................................................12 Exercice 8: Pont de Wheatstone.................................................................................................................................12 Exercice 9: Kennely.....................................................................................................................................................12 Exercice 10: Circuit électronique.................................................................................................................................13 Exercice 11: Commande de relais (Solution 1:)............................................................................................................13 Exercice 12: Résistance d'un fil de cuivre....................................................................................................................13 Exercice 13: Lampe au tungstène................................................................................................................................13 Exercice 14: Commande de relais (Solution 2:)...........................................................................................................14 Exercice 15: Commande d'un moteur de faible puissance (extrait BTS M.A.I. 1997)..................................................14 Lois de l’électricité en régime quelconque..........................................................................................................................15 Exercice 1: Qélec d’un éclair........................................................................................................................................15 Exercice 2: flux et fem d’une bobine réelle créée par variation de l’intensité............................................................15 Exercice 3: charge d’un condensateur a courant constant..........................................................................................15 Exercice 4: tension dans RLC soumis à courant variable.............................................................................................16 Exercice 5: charge d’un condensateur a courant constant..........................................................................................16 Exercice 6: BTS Etk 2008 Nouméa : Etude de la charge des condensateurs (Solution 4:)...........................................17 Dipôles en sinusoïdal..........................................................................................................................................................19 1/117 Exercice 1: QCM...........................................................................................................................................................19 Exercice 2: Bobine d'électrodistributeur (Solution 3:).................................................................................................20 Exercice 3: dipôle inconnu..........................................................................................................................................21 Exercice 4: dipôle RLC parallèle...................................................................................................................................21 Exercice 5: dipôle RL inconnu......................................................................................................................................21 Exercice 6: RLC en parallèle relèvement déphasage...................................................................................................21 Exercice 7: Circuit RL en régime permanent sinusoïdal (Solution 5:)..........................................................................22 MET MEN...........................................................................................................................................................................23 Exercice 1: MET CI TTL 74............................................................................................................................................23 Exercice 2: MET MCC et générateur............................................................................................................................23 Exercice 3: MET et MEN d’électromoteurs rassemblés (Solution 6:)..........................................................................24 Exercice 4: Cellule photovoltaïque (Solution 7:)..........................................................................................................24 Exercice 5: Essuie Glace MET......................................................................................................................................25 Exercice 6: MET MEN puissance..................................................................................................................................25 Exercice 7: Superposition(1)(Solution 8:)....................................................................................................................26 Exercice 8: Superposition(2)........................................................................................................................................26 Exercice 9: Thévénin Kennely (1).................................................................................................................................26 Exercice 10: Thévénin Kennely (2)...............................................................................................................................27 MET MEN en complexe......................................................................................................................................................28 Exercice 1: MET avec L et C i dans récepteur (Solution 9:)...........................................................................................28 Exercice 2: Modèle d’un alternateur...........................................................................................................................28 Exercice 3: MET d’un transformateur (Solution 12:)...................................................................................................28 Exercice 4: Chute de tension en sortie d'un transformateur de distribution..............................................................29 Exercice 5: Excitation de la machine synchrone..........................................................................................................30 Exercice 6: Etude d’un circuit par la méthode de superposition (Solution 10:)...........................................................30 Exercice 7: Circuit à deux sources (superposition) (Azan I p40 résolu)........................................................................31 Exercice 8: MET et superposition (Solution 11:)..........................................................................................................31 Exercice 9: . Modélisation d’un câble).........................................................................................................................32 2/117 Bilans de puissances...........................................................................................................................................................33 Exercice 1: Contrôle des connaissances.......................................................................................................................33 Exercice 2: Installation industrielle triphasée (Solution 13:).......................................................................................33 Exercice 3: Puissances en triphasé (d'après BTS productique)....................................................................................34 Exercice 4: Ligne monophasée (Solution 14:)..............................................................................................................34 Exercice 5: Relèvement du facteur de puissance........................................................................................................35 Exercice 6: Pertes en ligne selon le facteur de puissance............................................................................................35 Exercice 7: Bobine avec pertes fer (Solution 15:)........................................................................................................36 Exercice 8: Bilan de puissance 1 (Solution 16:)............................................................................................................36 Exercice 9: Bilan de puissance 2..................................................................................................................................36 Exercice 10: Amélioration du cos  (Azan I p40 résolu)...............................................................................................37 Etude de signaux, composantes spectrales........................................................................................................................38 Exercice 1: Contrôle des connaissances.......................................................................................................................38 Exercice 2: Val moy et eff de signaux simples.............................................................................................................38 Exercice 3: Val moy et eff et puissance dans un composant d’électronique de puissance..........................................39 Exercice 4: Val moy et eff de signaux plus compliqués................................................................................................39 Exercice 5: Distorsion harmonique (Solution 17:).......................................................................................................40 Exercice 6: Représentation spectrale d'un signal en créneaux....................................................................................41 Exercice 7: Application de la décomposition en série de Fourier d’un signal :............................................................41 Exercice 8: Charge RL alimentée par un courant non sinusoïdal (Solution 18:)...........................................................42 Exercice 9: Montage onduleur sur charge résonnante (Solution 19:).........................................................................43 Exercice 10: Signal en créneaux...................................................................................................................................44 Exercice 11: Pont de Graetz Monophasé.....................................................................................................................44 Exercice 12: BTS Et 2007 Metro - Etude de l’onduleur commande en MLI (Solution 20:)...........................................44 Exercice 13: BTS Et 2000 Nouméa - Etude d’un onduleur à modulation de largeur d’impulsion (Solution 20:)..........47 Exercice 14: Cuisson par induction (Solution 22:)........................................................................................................48 Exercice 15: Spectre de tension d'un onduleur (extrait BTS M.A.I. 2002)...................................................................49 Filtrages.............................................................................................................................................................................50 3/117 Exercice 1: QCM...........................................................................................................................................................50 Exercice 2: Circuit résonnant RLC (Azan I p41)............................................................................................................51 Exercice 3: Admittance d’un circuit résonnant « bouchon » (Solution 23:).................................................................51 Exercice 4: Etude d’un filtre anti- harmoniques Relèvement du facteur de puissance (Solution 26:).........................51 Exercice 5: Spectre d’un signal et filtrage....................................................................................................................52 Exercice 6: Circuit adaptateur de puissance:...............................................................................................................53 Exercice 7: Circuit passe bas du premier ordre (Solution 24:).....................................................................................54 Exercice 8: Filtrage passif (1): Solution 25:..................................................................................................................55 Exercice 9: Filtrage passif (2):......................................................................................................................................55 Exercice 10: Filtrage correcteur:..................................................................................................................................56 Exercice 11: Circuit déphaseur ou passe-tout du premier ordre:.................................................................................56 Exercice 12: Circuit passe-bas du second ordre à structure de Rauch :.......................................................................56 Exercice 13: Circuit passe-bas du second ordre à structure de Rauch :.......................................................................57 Exercice 14: Caractéristiques d'un filtre céramique (Solution 27:)..............................................................................57 Exercice 15: Filtre séparateur de voies........................................................................................................................58 Exercice 16: Barrière optique......................................................................................................................................59 Exercice 17: BTS Etk 1995 Nouméa Etude de la génératrice tachymétrique (Solution 37:).........................................61 Problèmes tirés de BTS Electrotechnique............................................................................................................................63 Exercice 1: BTS 2006 Etk Metro (Motorisation d'un tramway) (Solution 28:)..............................................................63 Exercice 2: BTS 2005 Etk Métro Filtrage passif des signaux de commande présents sur le réseau (Solution 29:)......66 Exercice 3: BTS 2003 Etk Métro : Etude d’un filtre anti-harmoniques (Solution 30:).................................................68 Exercice 4: BTS 1997 Etk Nouméa Etude du fonctionnement électrique d’un four à induction (Solution 31:)..........69 Exercice 5: BTS 2001 Etk Métro Amélioration du facteur de puissance avec un circuit LC (Solution 32:)..................72 Exercice 6: BTS 2000 Etk Métro Etude d’un onduleur de secours (Solution 33:).......................................................75 Exercice 7: BTS 2000 Etk Nouméa Etude en configuration onduleur à modulation de largeur d’impulsion (Solution 34:)..................................................................................................................................................................................80 Exercice 8: BTS 1999 Etk Métro Alimentation continue en monophasé (Solution 35:)..............................................82 Exercice 9: BTS 1993 Etk Gradateur Monophasé (Solution 36:)..................................................................................86 4/117 Exercice 10: BTS 1995 Etk Nouméa Filtrage du signal de la génératrice tachymétrique (Solution 37:)......................86 Exercice 11: BTS 2011 Etk Métro Réglage du courant d’excitation d’un inducteur (Solution 38:)...............................87 Exercice 12: BTS 2011 Etk Nouméa (Solution 39:)......................................................................................................89 Solutions.............................................................................................................................................................................92 Solution 1: Exercice 5: ; Protection par prise de terre...............................................................................................92 Solution 2: Exercice 11: : Commande de relais.........................................................................................................92 Solution 3: Exercice 2: Bobine d'électrodistributeur.................................................................................................92 Solution 4: Exercice 6:BTS Etk 2008 Nouméa : Etude de la charge des condensateurs (Solution 4:).......................92 Solution 5: Exercice 7: : Circuit RL en régime permanent sinusoïdal........................................................................93 Solution 6: Exercice 3: : MET et MEN d’électromoteurs rassemblés........................................................................93 Solution 7: Exercice 4: : Cellule photovoltaïque........................................................................................................93 Solution 8: Exercice 7: : Superposition(1).................................................................................................................94 Solution 9: Exercice 1: MET avec L et C i dans récepteur.........................................................................................94 Solution 10: Exercice 6: Etude d’un circuit par la méthode de superposition...........................................................94 Solution 11: Exercice 8: : MET et superposition.........................................................................................................95 Solution 12: Exercice 3: MET d’un transformateur...................................................................................................95 Solution 13: Exercice 2: Installation industrielle triphasée........................................................................................96 Solution 14: Exercice 4: Ligne monophasée..............................................................................................................96 Solution 15: Exercice 7: : Bobine avec pertes fer (Solution 15:)................................................................................97 Solution 16: Exercice 8: : Bilan de puissance 1..........................................................................................................97 Solution 17: Exercice 5: : Distorsion harmonique.....................................................................................................97 Solution 18: Exercice 8: ; Charge RL alimentée par un courant non sinusoïdal.........................................................98 Solution 19: Exercice 9: : Montage onduleur sur charge résonnante ; PSIM............................................................98 Solution 20: Exercice 12:BTS Et 2007 Metro - Etude de l’onduleur commande en MLI...........................................99 Solution 21: Exercice 13: : BTS Et 2000 Nouméa - Etude d’un onduleur à modulation de largeur d’impulsion (PSIM) ....................................................................................................................................................................................99 Solution 22: Exercice 14: Cuisson par induction....................................................................................................100 Solution 23: Exercice 3: : Admittance d’un circuit résonnant « bouchon » (Solution 23:)......................................100 5/117 Solution 24: Exercice 7: : Circuit passe bas du premier ordre.................................................................................101 Solution 25: Exercice 8: Filtrage passif (1):.............................................................................................................101 Solution 26: Exercice 4: Etude d’un filtre anti- harmoniques Relèvement du facteur de puissance......................102 Solution 27: Exercice 14: Caractéristiques d'un filtre céramique...........................................................................103 Solution 28: Exercice 1:BTS Etk 2006 Metro (Motorisation d'un tramway) (Solution 28:).....................................104 Solution 29: Exercice 2:BTS Etk 2005 Métro Filtrage passif des signaux de commande présents sur le réseau (Solution 29:).............................................................................................................................................................104 Solution 30: Exercice 3: : BTS Etk 2003 Métro : Etude d’un filtre anti-harmoniques..............................................105 Solution 31: Exercice 4: : BTS 1997 Etk Nouméa Etude du fonctionnement électrique d’un four à induction (Solution 31:).............................................................................................................................................................106 Solution 32: Exercice 5: : BTS 2001 Etk Métro Amélioration du facteur de puissance avec un circuit LC (Solution 32:)............................................................................................................................................................................107 Solution 33: Exercice 6: : BTS 2000 Etk Métro Etude d’un onduleur de secours (Solution 33:)............................107 Solution 34: Exercice 7: : BTS 2000 Etk Nouméa Etude en configuration onduleur à modulation de largeur d’impulsion................................................................................................................................................................111 Solution 35: Exercice 8: : BTS 1999 Etk Métro Alimentation continue en monophasé (Solution 35:)...................113 Solution 36: Exercice 9: : BTS 1993 Etk Gradateur Monophasé..............................................................................113 Solution 37: Exercice 10: : BTS 1995 Etk Nouméa Filtrage du signal de la génératrice tachymétrique (Solution 37:) ..................................................................................................................................................................................114 Solution 38: Exercice 11:BTS 2011 Etk Métro Réglage du courant d’excitation d’un inducteur ()..........................115 Solution 39: Exercice 12:BTS 2011 Etk Nouméa ().................................................................................................116 6/117 Lois des nœuds, des mailles, pont diviseur Millmann, Kennely Exercice 1: Contrôle de connaissances Entourer la ou les bonnes réponses. 1. Groupements de dipôles a) La résistance équivalente à un groupement en série de deux résistances de 33  est de 16,5 . b) La capacité du condensateur équivalent à deux condensateurs de 100 nF placés en parallèle est de 200 nF. c) Trois condensateurs de capacités respectives 100 nF, 1 µF et 3,3 µF placés en série ont une capacité équivalente de 3,3 µF. d) La résistance équivalente de l'association en parallèle de deux résistances de 100  vaut 200 . 2. Loi des nœuds La mesure des intensités des courants sur le montage ci-dessous a donné I=8mA; I1=2mA; I3=4mA. I R R I3 R I1 a) On peut écrire I = I4 + I2. b) La loi des nœuds permet d'écrire I1 - I2 = I3. c) L'intensité uploads/Ingenierie_Lourd/ ex-01-sts1-electricite-generale.pdf