Exercice d'électrotechnique

[invite971f543b]

Bonjour!!! Je suis en 1ère option Sciences de l'Ingénieur et c'est la première année que j'ai cette matière donc je suis un peu perdu...

Nous avons un devoir sur un modèle réduit de train électrique.

Sujet: Un modèle réduit de train électrique est alimenté par une pile de force électromotrice E=4,5V et de résistance interne R=2 Ohm
La Force électromotrice E' du moteur du train est proportionnelle à la vitesse, et sa résistance interne est R' = 3 Ohm.
L'alimentation du train se fait par les 2 rails et leur resistance électrique est considérée comme négligeable.

Il y a une dizaine d'exercices et je bloque déjà pour le premier

--> Dessiner le schéma équivalent au circuit


aidez mouuuuua
-----

[gcortex]

[freepicbasic]

La Force électromotrice E' du moteur du train est proportionnelle à la vitesse, et sa résistance interne est R' = 3 Ohm.
L'alimentation du train se fait par les 2 rails et leur resistance électrique est considérée comme négligeable.[/B]

Il y a une dizaine d'exercices et je bloque déjà pour le premier

--> Dessiner le schéma équivalent au circuit

C'est surement la même chose qu'a donné gcortex.
Mais dès qu'on met une image ce forum devient inexploitable , vu les temps d'attentes de validation.

         2 ohms
  ____/\/\/\/\__
 |              |
 |              > 
___ ^           >    3 ohms
 -  | 4.5V      >   
 |              >
 |              |
 _______________

[gienas]

Bonjour freepicbasic et tout le groupe

C'est surement la même chose qu'a donné gcortex ...

Je relève, après coup, que non. Il me semble que tu as zappé le train

... dès qu'on met une image ce forum devient inexploitable , vu les temps d'attentes de validation ...

Hum! Ne serais-tu pas en train de confondre un chat avec un forum?

C'est sûr que si la réponse était pour hier, c'est mal parti. Il arrive, parfois, que la validation soit longue, en particulier la nuit, mais là, sans savoir quand elle a eu lieu au juste, je suis sûr que c'est moins d'une heure. gcortex a quand-même attendu une demi heure pour répondre , et toi-même, tu as fait ta remarque une demi heure après.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite971f543b]

Merci gcortex !!!

[invite971f543b]

Ensuite je dois écrire l'équation U(I) pour la pile (générateur) et l'équation U(I) pour le moteur (récepteur) et en déduire une relation entre l'intensité, les forces electromotrices et les résistances...

J'ai fait:
pour la pile: U=E-RI
pour le moteur: U=E'+R'I
C'est ca ?

[gcortex]

oui donc E-RI = E'+R'I soit E-E' = ...

[freepicbasic]

Je relève, après coup, que non. Il me semble que tu as zappé le train

LOL
Encore distrait.

C'est sûr que si la réponse était pour hier, c'est mal parti. Il arrive, parfois, que la validation soit longue, en particulier la nuit, mais là, sans savoir quand elle a eu lieu au juste, je suis sûr que c'est moins d'une heure. gcortex a quand-même attendu une demi heure pour répondre , et toi-même, tu as fait ta remarque une demi heure après.

Désolé, mais je ne m'y ferais jamais, ça fait partis des 2 choses qui m'agace , avec la limitation de correction à 5 mn.
Je ne comprendrais jamais pourquoi ce genres de restrictions.

[gienas]

Les expressions que tu as trouvées, justes, sont la loi d'Ohm étendue, et montrent deux choses capitales, dont tu entendras sûrement reparler, lorsqu'il sera question de "convention générateur" ou de "convention récepteur", dont on parle à propos de générateurs électromoteurs, tels que les batteries ou le moteurs. Ils peuvent, alternativement, être ou bien générateurs (qui imposent le sens du courant), ou récepteurs (qui "subissent" le courant).

Cela entraîne les conventions de fléchage. Dans le générateur, la flèche courant est dans le même sens que la flèche tension. Dans le récepteur, elles sont opposées.

... pour la pile: U=E-RI ...

C'est le générateur -> il "perd" des volts du fait du courant qu'il débite (signe -).

... pour le moteur: U=E'+R'I ...

C'est le récepteur. Il "gagne" des volts du fait du courant qui le traverse (signe +).

Une batterie est génératrice quand elle alimente un montage, et un récepteur quand on la recharge.

Un moteur est un récepteur quand, alimenté, il entraîne une charge sur son arbre. Il est générateur, quand sa "charge" entraîne son arbre, et qu'il "soulage" son alimentation, voire la recharge (frein moteur).

[invite971f543b]

oui donc E-RI = E'+R'I soit E-E' = ...

MERCI

[invite971f543b]

Les expressions que tu as trouvées, justes, sont la loi d'Ohm étendue, et montrent deux choses capitales, dont tu entendras sûrement reparler, lorsqu'il sera question de "convention générateur" ou de "convention récepteur", dont on parle à propos de générateurs électromoteurs, tels que les batteries ou le moteurs. Ils peuvent, alternativement, être ou bien générateurs (qui imposent le sens du courant), ou récepteurs (qui "subissent" le courant).

Cela entraîne les conventions de fléchage. Dans le générateur, la flèche courant est dans le même sens que la flèche tension. Dans le récepteur, elles sont opposées.

C'est le générateur -> il "perd" des volts du fait du courant qu'il débite (signe -).

C'est le récepteur. Il "gagne" des volts du fait du courant qui le traverse (signe +).

Une batterie est génératrice quand elle alimente un montage, et un récepteur quand on la recharge.

Un moteur est un récepteur quand, alimenté, il entraîne une charge sur son arbre. Il est générateur, quand sa "charge" entraîne son arbre, et qu'il "soulage" son alimentation, voire la recharge (frein moteur).

Merci pour l'explication, j'avoue que ca m'a un peu éclairé parce-que jusqu'ici je comprenais pas grand chose

[invite971f543b]

Après avoir déduit que E-RI=E'+R'I
donc E-E'=R'I+RI
E-E'=I(R'+R)

je dois calculer l'intensité initiale I1 qui circule quand on vient de mettre le contact, mais avant que le train n'ait commencé d'avancer, et en déduire la tension...
je ne vois pas trop comment faire

[gcortex]

le train étant à l'arrêt, E' = 0

[freepicbasic]

Après avoir déduit que E-RI=E'+R'I
donc E-E'=R'I+RI
E-E'=I(R'+R)

je dois calculer l'intensité initiale I1 qui circule quand on vient de mettre le contact, mais avant que le train n'ait commencé d'avancer, et en déduire la tension...
je ne vois pas trop comment faire

Doit on considérer le moteur comme une inductance ?

Dans ce cas ça sera des courbes décrites sur ce site
http://www.web-sciences.com/fichests/fiche8/fiche8.php

Au départ tension maximum et courant minimum.
4.5 x 0 = 0

Ce qu'on peut dire c'est que la puissance maximum sera lorsque Z (impédance du moteur) sera égale à la somme des résistances en série soit 2 + 3 = 5 ohms.
Adaptation d'impédance;
http://www2.ac-lyon.fr/enseigne/phys...npuissance.pdf
La tension sera à ce moment de 4.5V /2
et la puissance maximum utile de
P = (U*U)/R
((4.5/2) *(4.5/2)) / 5 =~ 1W

Pour avoir une force en kg divisé par 9.81 Newtons = 1 kgf
1/9.81 =~ 0.1kgf = 100 grammes force

[invite971f543b]

le train étant à l'arrêt, E' = 0

Ah oui ! donc ca pourrait être

E-E'=I(R'+R)
d'où I =(E-E')/(R'+R)
=(4,5V-0)/(3+2)=4,5/5=0,9A

La tension serait alors
U=E-RI=4,5-2*0,9= 2,7V

??

[invite971f543b]

Doit on considérer le moteur comme une inductance ?

Dans ce cas ça sera des courbes décrites sur ce site
http://www.web-sciences.com/fichests/fiche8/fiche8.php

Au départ tension maximum et courant minimum.
4.5 x 0 = 0

Ce qu'on peut dire c'est que la puissance maximum sera lorsque Z (impédance du moteur) sera égale à la somme des résistances en série soit 2 + 3 = 5 ohms.
Adaptation d'impédance;
http://www2.ac-lyon.fr/enseigne/phys...npuissance.pdf
La tension sera à ce moment de 4.5V /2
et la puissance maximum utile de
P = (U*U)/R
((4.5/2) *(4.5/2)) / 5 =~ 1W

Pour avoir une force en kg divisé par 9.81 Newtons = 1 kgf
1/9.81 =~ 0.1kgf = 100 grammes force

Désolé mais j'ai pas tout compris là (j'ai pas beaucoup de connaissances en élec) ...

[freepicbasic]

ah oui ! Donc ca pourrait être

e-e'=i(r'+r)
d'où i =(e-e')/(r'+r)
=(4,5v-0)/(3+2)=4,5/5=0,9a

la tension serait alors
u=e-ri=4,5-2*0,9= 2,7v

??

e-e'=i(r'+r)
4.5 - 4.5 = 0 (2 + 3)

[gcortex]

E-E'=I(R'+R)
d'où I =(E-E')/(R'+R)
=(4,5V-0)/(3+2)=4,5/5=0,9A

La tension serait alors
U=E-RI=4,5-2*0,9= 2,7V

??

exact

ou 3x0,9

[invite971f543b]

d'accord

ensuite (désolé de vous embeter avec ca c'est un peu long :s )

En plat, , l'intensité est I2=0,3A
En déduire la valeur de l'intensité et de la tension

j'ai fais:E-E'=I2(R'+R)
donc E'= E-I2(R'+R)
=4,5-0,3(2+3)
=4,5-1,5
=3V

U=E'+R'I2
=3+3*0,3=2,9V

Ensuite: En forte montée, la vitesse est la moitié de la vitesse en terrain plat. Quelle est la force électromotrice du moteur ?
En déduire la valeur de l'intensité et de la tension.

Alors ca j'arrive pas non plus (je suis vraiment pas doué me direz-vous )

Deja dans l'énoncé de départ on nous dis "La Force électromotrice E' du moteur du train est proportionnelle à la vitesse" mais la vitesse de quoi ? du train ? du moteur ?
Dans le cours, voici les relations que j'ai entre vitesse et fém du moteur:
E=Kω
avec ω la vitesse en rd/s
k une constante telle que k=P(2pi*a)*N*Φ
P: nombre de paires de poles
a: nb de voies n'enroulements du circuit magnétique
N: nb de conducteurs actifs sous un pole magnetique du stator
Φ: intensité du champ magnetique

ca me fait une belle jambe -_-'*
Auriez-vous une méthode à me proposer ??

[freepicbasic]

exact

ou 3x0,9

Il faudrait savoir si les 3 ohms sont l'impédance ou la résistance ohmique de la bobine.

Dans le cas de l'impédance ,ok , mais dans ce cas on ne figure pas la fem en série de la 3 ohms , mais comme la tension au borne de la 3 ohms.
Et c'est vraiment simplifié car l'impédance est variable.

s'il s'agit de la résistance ohmique qui fera une énergie perdue en chaleur, on doit ajouter l'impédance (qui dépend de la vitesse du moteur) en série et la fem dessus.

Les 3 ohms de résistance filaire par rapport à l'impédance adaptée de 5 ohms (fem) donne 100 /5 x 2 = 40% de rendement du moteur

comme sur ton 1er schéma .

donc c'est pas clair tous ça...

Au départ de la charge d'une bobine le courant est nul donc R x 0 , fem =0.

Ces 3 ohms c'est quoi ?
L'impédance ou la résistance du fil ?

[invite971f543b]

freepicbasic tu as l'air de t'y connaitre mes ces notions sont assez complexes pour moi car c'est ma première année de sciences de l'ingénieur...
impédance on a pas appris :s
d'ailleurs comme c'est un devoir de première je ne pense pas que ca soit aussi compliqué que ca... mais tu as raison l'exercice est un peu confus

[freepicbasic]

ensuite (désolé de vous embeter avec ca c'est un peu long :s )

En plat, , l'intensité est I2=0,3A
En déduire la valeur de l'intensité et de la tension

j'ai fais:E-E'=I2(R'+R)
donc E'= E-I2(R'+R)
=4,5-0,3(2+3)
=4,5-1,5
=3V

L'impédance du moteur est donc de
Z = impédance = 3V / 0.3A = 10 ohms

Deja dans l'énoncé de départ on nous dis "La Force électromotrice E' du moteur du train est proportionnelle à la vitesse" mais la vitesse de quoi ? du train ? du moteur ?

On considère qu'il ne patine pas donc c'est pareil.



si l'on considère E=Kω
K est une constante ce qui change c'est la vitesse 2 fois plus élévée .
donc
Z sera deux fois plus élevé
ω = 2 pi f

[freepicbasic]

Quand l'équivalent d'une résistance est variable on parle d'impédance.
C'est le cas de composants comme les bobines ou les condos.
elle se mesure en ohms.
ça varie avec la fréquence ou le 2 pi f
C'est tout , faut pas se prendre la tête avec un mot.

[gcortex]

En plat, , l'intensité est I2=0,3A
En déduire la valeur de l'intensité et de la tension

j'ai fais:E-E'=I2(R'+R)
donc E'= E-I2(R'+R)
=4,5-0,3(2+3)
=4,5-1,5
=3V

oui E' = 3V mais on ne demande pas U ?

U=E'+R'I2
=3+3*0,3=2,9V

comment connais tu la fem ???

[invite971f543b]

E=kw
k=?
w=2pi f
f= ?
je vois pas trop à quoi je peux arriver

[gcortex]

U=E'+R'I2
=3+3*0,3=2,9V

U= 3,9V

pour la suite E'=3/2=1,5V

[invite971f543b]

U= 3,9V

Oui c'est 3,9 ...(faute de frappe)

pour la suite E'=3/2=1,5V

ah mais cool j'ai pas pensé à faire comme ca! comme d'habitude je cherche le compliqué

[invite971f543b]

MERCI !!!