Exercice 20 : BTS ETk 2007 Nouméa ... - Physique Appliquée

TD Sciences Appliquées STS
Electromagnétisme Théorème d'Ampère... 3
Exercice 1. QCM (Solution 1:) 3
Exercice 2. Force magnétomotrice (NL) (Solution 2:) 5
Exercice 3. Force magnétomotrice (NL) (Solution 3:) 5
Exercice 4. Champ dans un anneau (NL) (Solution 4:) 5
Exercice 5. Propriétés matériaux doux (Solution 5:) 5
Exercice 6. Champ d'un fil (Solution 6:) 5
Exercice 7. Champ et excitation dans tore(Solution 7:) 5
Exercice 8. Spires et intensité d'un enroulement (NL) (Solution 8:)
6
Exercice 9. Champ dans un tore (NL) (Solution 9:) 6
Exercice 10. Force magnétomotrice (Matériau Non Linéaire) (Solution
10:) 6
Exercice 11. Fem dans un entrefer (Matériau Non Linéaire) (Solution
11:) 7
Exercice 12. Force magnétomotrice, nombre de spire dans un Moteur
(Matériau Non Linéaire) (Solution 12:) 7
Exercice 13. Modèle bobine, entrefer (Matériau Non Linéaire) (Solution
13:) 7
Exercice 14. Puissances d'une bobine (Solution 14:) 8
Exercice 15. Circuit magnétique (Matériau Linéaire) (Solution 15:) 8
Exercice 16. Calcul de reluctance simple (linéaire)(Solution 16:) 8
Exercice 17. Calculs de reluctances (linéaire)(Solution 17:) 8
Exercice 18. Calculs de reluctances (linéaire) (Solution 18:) 9
Exercice 19. Alimentation à découpage flyback (inductances couplées)
(Solution 19:) 9
Exercice 20. BTS ETk 2007 Nouméa Constitution de la bobine (Solution
20:) 9
Exercice 21. Partie BTS NC 97 Etude du capteur de courant (Solution
21:) 10
Exercice 22. Partie BTS Métro 92 Ferrite (Solution 22:) 11
Exercice 23. Tensions induites dans un transformateur à 3 bobinages
(Solution 23:) 11
Exercice 24. Réalisation d'une inductance (Solution 24:) 11
Exercice 25. Circuits magnétique (non linéaire): électroaimant
(Solution 26:) 12
Exercice 26. Tensions induites dans un transformateur triphasé 400
V/240 V (linéaire) 12
Exercice 27. Circuits couplés et inductance de fuite (Solution 25:) 13
Exercice 28. Force exercé par un électroaimant : 13
Exercice 29. Champs tournants 13
Solutions 15
Solution 1: Exercice 1 :QCM 15
Solution 2: Exercice 2 : Force magnétomotrice 15
Solution 3: Exercice 3 : Force magnétomotrice 15
Solution 4: Exercice 4 : Champ dans un anneau 15
Solution 5: Exercice 5 : Propriétés matériaux doux 15
Solution 6: Exercice 6 :Champ d'un fil 16
Solution 7: Exercice 7 :Champ et excitation dans tore 16
Solution 8: Exercice 8 : Spires et intensité d'un enroulement (NL) 17
Solution 9: Exercice 9 : Champ dans un tore (NL) 17
Solution 10: Exercice 10 : Force magnétomotrice (Matériau Non Linéaire)
17
Solution 11: Exercice 11 : Fem dans un entrefer (Matériau Non Linéaire)
17
Solution 12: Exercice 12 : Force magnétomotrice, nombre de spire dans un
Moteur (Matériau Non Linéaire) 18
Solution 13: Exercice 13 : Modèle bobine, entrefer (Matériau Non
Linéaire) 18
Solution 14: Exercice 14 : Puissances d'une bobine 18
Solution 15: Circuit magnétique (Matériau Linéaire) (Solution 15:) :
Exercice 15 18
Solution 16: Calcul de reluctance simple (linéaire)Exercice 16 19
Solution 17: Calculs de reluctances (linéaire)Exercice 17 20
Solution 18: Calculs de reluctances (linéaire) : Exercice 18 20
Solution 19: Exercice 19 : Alimentation à découpage flyback (inductances
couplées) 20
Solution 20: Exercice 20 : BTS ETk 2007 Nouméa Constitution de la bobine
(Solution 20:) 21
Solution 21: Exercice 21 : Partie BTS NC 97 Etude du capteur de courant
(Solution 21:) 22
Solution 22: Exercice 22 : Partie BTS Métro 92 Ferrite 22
Solution 23: Exercice 23 : Tensions induites dans un transformateur à 3
bobinages 22
Solution 24: Exercice 24 : Réalisation d'une inductance (Solution 24:)
23
Solution 25: Exercice 27 : Circuits couplés et inductance de fuite
(Solution 25:) 24
Solution 26: Exercice 25 : Circuits magnétique (non linéaire):
électroaimant (Solution 26:) 24
Théorème d'Ampère... QCM (Solution 1:) Cochez la ou les bonnes réponses
1) Dans cette boucle parcourue par un courant i , le champ magnétique B est
dirigé selon :
[pic] 2) Dans l'expression de la norme B du champ magnétique au milieu d'un
solénoïde
B = µo N. I / L L représente :
a) la longueur du solénoïde
b) l'inductance (en Henry) de la bobine
c) la longueur du conducteur bobiné.

3) Indiquez pour chacun des cas suivants (en entourant la bonne réponse)
quelle est l'évolution de l'intensité du champ magnétique dans une bobine
(par rapport à sa valeur dans l'air) lorsque l'on rajoute un noyau en:
a) aluminium B augmente, B reste le même ou B diminue ?
b) fer B augmente, B reste le même ou B diminue ?
c) bois B augmente, B reste le même ou B diminue ?

4) Indiquez pour chacun des cas suivants (en entourant la bonne réponse)
quelle est l'évolution de l'intensité du vecteur excitation magnétique dans
une bobine (par rapport à sa valeur dans l'air) lorsque l'on rajoute un
noyau en:
a) aluminium H augmente, H reste le même ou H diminue ?
b) fer H augmente, H reste le même ou H diminue ?
c) bois H augmente, H reste le même ou H diminue ?

5) L'expression de la grandeur de la force de Laplace est (a étant l'angle
entre les directions du courant et du champ magnétique) :
a) F = B. I .L sin a
b) F = B. I .L cos a
c) F = B. I .L / sin a 6) Soient deux fils rectilignes perpendiculaires parcourus par des courants
I identiques ; les champs magnétiques crées en M1 et M2 sont-ils selon :
[pic] 7) Les forces appliquées sur les deux conducteurs sont-elles :
[pic][pic]
[pic] 9) Lors du déplacement d'une barre sur des rails parcourus par un courant
constant I, l'expression du travail des forces électromagnétiques de
Laplace est :
a) W = I . D F
b) W = I . D B
c) W = I . D S 10) Une bobine plate mobile autour d'un axe D est parcourue par un courant
I . Comment va t-elle s'orienter devant un aimant présentant son pôle Nord
?
[pic]
Courbe A Courbe B |H |0 |0,|1|1,|3 |4|5 |7 |
|(kA/m)| |25| |5 | | | | |
|B (T) |0 |0,|1|1,|1,5|1|1,6|1,7|
| | |5 |,|25| |,|4 |0 |
| | | |1| | |6| | |
|H |0 |0,|0,6|0,|1|1,|2,|3,|
|(kA/m)| |5 |25 |8 |,|6 |3 |5 |
| | | | | |1| | | |
|B (T) |0 |1 |1,1|1,|1|1,|1,|1,|
| | | | |2 |,|4 |5 |6 |
| | | | | |3| | | |
Force magnétomotrice (NL) (Solution 2:) Déterminer la force magnétomotrice qui produira un champ de 1,6 T dans un
anneau en acier doux de 1 m de longueur.(courbe A) Force magnétomotrice (NL) (Solution 3:) Déterminer la force magnétomotrice qui produira un champ de 1,5 T dans un
noyau en acier doux (courbe A) de 1 m de longueur comportant un entrefer de
1 mm. Champ dans un anneau (NL) (Solution 4:) Sur un anneau en acier mi-dur (courbe B) dont la longueur est 0,8 m, on
place un enroulement de 500 spires parcourues par un courant de 2 A. Quel
est le champ ?
Propriétés matériaux doux (Solution 5:) Pourquoi utilise-t-on des matériaux doux pour construire les noyaux
magnétiques soumis à des champs magnétiques variables ?. Champ d'un fil (Solution 6:) a- En utilisant le théorème d'Ampère, retrouver l'expression du module du
champ magnétique créé par un fil infiniment long à une distance a de ce
fil.
b- calculer le module du champ magnétique créé par ce fil à une distance
a1=1mm puis a2=1cm et a3=1m, quand le courant qui le traverse est I=3A.
On rappelle que µo = 4 ((10-7 Hm-1 Champ et excitation dans tore(Solution 7:) Soit un tore de 400 spires parcouru par un courant de 1 A, de diamètre
moyen 19 cm. Calculer le champ et l'excitation magnétique à l'intérieur du
tore sans noyau de fer (µr = 1) et avec un noyau de fer (µr = 1000) Spires et intensité d'un enroulement (NL) (Solution 8:) |Un circuit magnétique idéal a une longueur l = 0.5m et |[pic] |
|une section S=6 cm2 . On veut que le flux maximal dans | |
|le fer soit de 1 mWb. | |
|La tension disponible est U= 230 V, f=50 Hz | |
|Calculer : | |
|Le nombre de spires de l'enroulement | |
|L'intensité efficace du courant magnétisant. | |
Champ dans un tore (NL) (Solution 9:) |Un circuit magnétique comporte N =400 spires enroulées |[pic] |
|sur un tore | |
|1. Le tore est réalisé en matériau non ferromagnétique | |
|.L'intensité du courant est I = 5A | |
|1. 1. Calculer la longueur moyenne ( d'une ligne de | |
|champ. | |
|1.2. Calculer l'excitation magnétique H | |
|1.3. En déduire la valeur de l'intensité du champ | |
|magnétique | |
|2. Le tore est constitué d'un matériau ferromagnétique|[pic] |
|dont la courbe d'aimantation B(H) est donnée ci-contre.| |
|On veut obtenir un champ magnétique d'intensité 1,6 T | |
|dans le matériau. | |
|