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4 éme sciences informatique Devoir de contrôle n°2 Prof :Daghsni Sahbi Page 1 O

4 éme sciences informatique Devoir de contrôle n°2 Prof :Daghsni Sahbi Page 1 On réalise la pile symbolisée par : Cu/ Cu2+ (1mol.L -1) // Zn2+ ( 1 mol.L-1 )/Zn 1°) a°) Schématiser la pile avec toutes les indications utiles . (0,5pt ) b°) Ecrire l’équation chimique associée. (0,5pt ) c°) Rappeler le rôle du pont salin . (0,5pt ) 2°) On donne la fém de cette pile E= - 0,9V. a°)Déterminer les polarités des bornes ainsi que le sens de circulation du courant dans le circuit extérieur.(1pt ) b°) Quelle est la réaction qui se produit spontanément si la pile débite un courant . (0,5pt ) 3°) Quelle est l’électrode dans la masse diminue au cours du fonctionnement. (1pt ) 4°) sachant que la diminution de masse de cette électrode est égale à 13 mg. Quelle est l’augmentation de masse de l’autre électrode ? (1pt ) On donne : M(zn) = 65 g.mol-1 ; M(Cu) = 63,5 g.mol-1. Exercice n°1 : (8 points ) Un générateur de basse fréquence GBF , délivrant une tension sinusoïdale ) . . . 2 sin( . ) ( t N Um t u   , d’amplitude Um constante et de fréquence N variable , alimente un circuit électrique comportant en série : * Un condensateur de capacité C. * Une bobine d’inductance L et de résistance interne négligeable . * Un conducteur ohmique R. * Un milliampèremètre (mA). Un oscilloscope bi courbe est branché aux points M,A et B du circuit du GBF à la valeur N1 sur l’écran de l’oscilloscope apparait l’oscillogramme ci- dessous figure n° 1: 1°) a°) Préciser la tension visualisée sur chacune des deux voies Y1 et Y2 de l’ oscilloscope. (0,5pt ) b°) Etablir l’équation différentielle régissant l’évolution de i(t). (1pt ) c°) Faire associer à chaque terme de l’équation différentielle le vecteur de Fresnel correspondant. (1pt ) 2°) a°) Déterminer le déphasage uc u    entre la tension excitatrice u(t) et la tension uc(t) aux bornes du condensateur. (0,5pt ) Niveau : Date : Janvier 2013 CoeF : 3 Durée : 2 Heures Chimie : Piles électrochimiques (5 points) Physique :Thème :Oscillations électriques forcées –filtres électriques (15 points ) Sciences physiques 4 éme sciences informatique Devoir de contrôle n°2 Prof :Daghsni Sahbi Page 2 b°) Etablir les expressions de u(t) puis uc(t) en précisant à chaque fois la valeur de l’amplitude , la pulsation et la phase initiale. ( 1pt ) c°) Préciser si le circuit est capacitif ou inductif .Justifier. (0,5pt ) 3°) Le milliampèremètre indique pour cette fréquence N1, une valeur de l’ intensité du courant I1=3,14mA. a°) Montrer que la capacité C du condensateur a pour expression : cm U N I C . . . 2 2 1 1   , (1pt ) Ucm : l’amplitude de la tension uc(t). b°) Calculer la valeur numérique de C. (0,5pt ) 4°) On fait varier maintenant la fréquence N du GBF, on suit les variations de l’ intensité I du courant indiquées par le milliampèremètre , ce qui a permis de tracer la courbe : I=f(N).(voir graphe ci -contre). Préciser l’état d’oscillation du circuit (R,L,C) pour N2=300Hz. (0,5pt ) 5°) Pour la valeur de la fréquence N2=300 Hz : a°) Etablir l’expression de i(t). (1pt ) b°) Calculer la valeur de l’ inductance L . (0,5pt ) A l’ entrée du filtre (F) schématisé par la figure n°2 , on applique une tension sinusoïdale ) (t U E de valeur max E U constante , et de fréquence N réglable : ) 2 sin( ) ( Nt U t u Em E   Figure n°1 Exercice n°2 : (7points) 4 éme sciences informatique Devoir de contrôle n°2 Prof :Daghsni Sahbi Page 3 On désigne par ), (t U S la tension de sortie du filtre : ) 2 sin( . ) ( . max S s S Nt U t u     Partie A : 1°) a°) Définir un filtre électrique. (0.5pt) b°) Indiquer la différence entre un filtre passe - bas et un filtre passe - haut. ( 0.5 pt) 2°) a°) Etablir l’équation différentielle régissant US(t) . (0.5pt) b°) Associer à chaque terme de l’équation différentielle le vecteur de Fresnel correspondant. ( 0.5 pt) c°) Faire le schéma de Fresnel de ce filtre. .( 0.5 pt) 3°) La transmit tance du filtre ainsi réalisé est : 2 ) 2 ( 1 1 1 NRC T    a°) Montrer que la gain s’écrit : ). ) 2 ( 1 1 log( 10 2 NRC G     (0.5pt) b° ) Montrer que la valeur maximale 0 G du gain du filtre est nulle ). 0 ( 0 dB G  ( 0.5 pt) 4°) a°) Quelle condition doit satisfaire le gin G pour que le filtre soit passant ? ( 0.5 pt) b°) Montrer que la fréquence de coupure NC du filtre est : RC N C  2 1  ( 0.5 pt) Partie B : Pour une tension maximale max E U donnée, l’évolution du gain G du filtre en fonction, de la fréquence est donnée par la figure n°3 (voir annexe page 4 ). En exploitant ce graphe : 1°) a°) Montrer que le filtre (F) est passif. ( 0.5 pt) b°) Déterminer graphiquement la valeur de sa fréquence de coupure NC .( 0.5 pt) c°) En déduire la bande passante du filtre. Ce filtre est –il passe haut-ou passe bas ? ( 0.5 pt) 2°) a°) Déterminer la valeur de la capacité C. On donne 14 , 3 500     et R ( 0.5 pt) b°) On applique à l’entrée du filtre, deux signaux (S1) et (S2) de fréquences respectives : N1=600Hz et N2 =10KHz. Préciser, en le justifiant, lequel des deux signaux est transmis. ( 0.5 pt) 4 éme sciences informatique Devoir de contrôle n°2 Prof :Daghsni Sahbi Page 4 Exercice n°2 : 1,0Hz 10Hz 100Hz 1,0kHz 10kHz 100kHz 1,0M Hz 10M Hz 100M Hz 3,8 0 -3,8 -7,6 -11,4 -15,2 -19 -22,8 -26,6 -30,4 -34,2 -38 -41,8 -45,6 -49,4 -53,2 -57 -60,8 -64,6 Gain en dB Nom : ……………… Prénom : ………………Niveau :4 éme sc. informatique Annexe à compléter et à rendre avec la copie Figure n°3 uploads/Science et Technologie/ bac-2013-4eme-sc-info-devoir-de-controle-n02-prof-daghsni-sahbi.pdf