Baccalauréat "GÉnie electronique"

BACCALAURÉAT "GÉNIE ELECTRONIQUE" CORRIGÉ de l'Epreuve de Physique Appliquée session 2002 Éclairage halogène de confort 1. Étude de la lampe en régime continu 1.1 Intensité du courant lampe P=U.I I=P/U=36/12  I = 3 A 1.2 Caractéristique non linéaire  dipôle non linéaire la résistance n'est pas constante mais dépend de la tension appliquée 1.3 voir document réponse 1 1.4 flux lumineux croissant : 3, 2, 1, max 2. Étude de l'étage de puissance : le hacheur. 2.1 relation entre les tensions vd = vLH + vB (loi de la maille) 2.2 D> = LH> + B> or B> = 0  D> = LH> 2.3 voir document réponse 1 2.4 expression de D> D>=LH> = Vdd αT/T=Vdd.α 2.5 application α = 0,05/0,2  α = 0,25 D> = 0,25.12 = 3 V  = 3 3. Étude de la commande du hacheur 3.1 comparateur inverseur, pour ve=-15V v1 à l'état haut 3.2 ve = v2-v3 (loi de la maille) 3.3 document réponse 2 3.4 v2 = a.t + b avec a= 12/0,2  a=60 v/ms et b=0 3.5 v2 = v3 = 60t1  t1 = v3/a 3.6 α = t1/T  α = v3/aT 3.7 α = 3/(60.0,2)  α = 0,25 3.8 si v3>12V  v1 reste à 15V  α = 1 4. Élaboration de la tension v3 4.1 Étude de la tension v4 a) document réponse 3 b) document réponse 3 4.2 Étude de la tension v6 a) AO1 en régime de saturation, boucle ouverte. b) AO1 est monté en comparateur simple non inverseur c) v5 = Vcc/2 (diviseur de tension)  v5 = 7,5V d) document réponse 3 4.3 Étude de la charge du condensateur a) équation différentielle Io =C1.dv3/dt b) Io = K.v6  dv3/dt = (K/C1).v6 c) (K/C1)/.v6 = (50/250).15 = 3 V/s la primitive d'une constante est une droite, (K/C1)/v6 est la pente ou coefficient directeur d) document réponse 3 e) pour v6 = -15V le coefficient directeur est de -3 V/s document réponse f) document réponse 4.4 Étude de la source de courant commandée a) Io = i1 + i2 (nœud) b) i1 = (v6 – v-)/R3 (loi d'ohm) c) comme v+ = v-  v = v' (loi de la maille) R4 i'2 = R4 i2  i'2 = i2 d) i'2 = v-/R3 (loi d'ohm) e) Io = (v6 – v-)/R3 + i'2 = v-/R3  Io = v6/R3 f) R3= 1/(50.10-6) = 20 kΩ g) AO parfait, résistance de sortie nulle 5. Élaboration de la tension Vmax 5.1 Étude de la conversion éclairement-tension 1000 lux  Rph= = 400 Ω diviseur de tension Vlum = Vcc.R5/(R5+ Rph)  R5 = 1600 Ω 5.2 AO3 a) soustracteur Vmax = Vconsigne - Vlum b) pour 1000 lux Vmax= 15-12 = 3V 6. Synthèse le flux lumineux produit par la lampe augmente progressivement puis se stabilise. Il se stabilise au bout de 1 seconde question 4.3. Document réponse 4 Document réponse Si le flux lumineux ambiant diminue alors Rph augmente  Vmax et α augmentent aussi. La valeur moyenne de la tension lampe suit et le flux lumineux produit par la lampe augmente aussi.

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