La clarté des raisonnements et la qualité de la rédaction interviendront pour une part importante dans l’appréciation des copies.
Les candidats répondent directement sur le sujet.
L’usage de la calculatrice avec mode examen actif est autorisé.
L’usage de la calculatrice sans mémoire, « type collège », est autorisé.
Dans la suite du document, ce symbole signifie « Appeler l’examinateur ».
★ = 1 pt ☆ = 0,5 pt
Consommation électrique des appareils domestiques
Problématique : afin de déterminer les consommations électriques de mes appareils domestiques j’ai utilisé un wattmètre branché sur les prises de courant de mon lave-linge et d’un radiateur électrique. J’ai noté les résultats affichés sur les wattmètres (document 1) mais je ne me souviens plus à quel appareil chaque résultat correspond. Je dois trouver un moyen de les différencier.
Partie 1 : différencier les deux appareils
1.) Compléter :
Ce schéma correspond à :
◻ Un radiateur
◻ Un lave-linge
2.) Justification :
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
Ce schéma correspond à :
◻ Un radiateur
◻ Un lave-linge
Justification :
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
☆ C1 ☆☆ C5
3.) Proposer un protocole qui permettrait de répondre à la problématique :
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
☆ C2
Partie 2 : protocole expérimental
Matériel : un générateur ~ 6 V / 50 Hz, un boîtier de résistances, une bobine, un wattmètre, 3 fils rouges, 3 fils noirs
4.) Réaliser le montage suivant puis appeler le professeur et présenter votre montage avant la mise sous tension.
☆ C3
Présenter et expliquer oralement votre montage.
☆☆ C5
5.) Relever les valeurs mesurées dans le tableau :
| P (W) | U (V) | I (A) | U x I | P / (U x I) |
| ……………………….. | ……………………….. | ……………………….. | ……………………….. | ……………………….. |
☆☆ C3
6.) Comparer les valeurs de P et U x I. Quelle relation pouvez-vous en déduire entre P, U et I :
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
☆ C4
7.) Réaliser le montage suivant puis appeler le professeur et présenter votre montage avant la mise sous tension.
☆ C3
Faites vérifier votre montage.
8.) Relever les valeurs mesurées dans le tableau :
| P (W) | U (V) | I (A) | U x I | P / (U x I) |
| ……………………….. | ……………………….. | ……………………….. | ……………………….. | ……………………….. |
☆ C3
9.) En vous aidant du document 2 ci-dessous, quelle relation pouvez-vous en déduire entre P, U et I :
………………. = …………………………..
☆ C4
10.) Préciser la valeur expérimentale du facteur de puissance mesuré :
cos φ = ………………………
☆ C3
11.) Conclure en complétant le tableau par les éléments suivants : =1, <1, lave-linge, radiateur.
| Type de circuit | Circuit résistor | Circuit bobine + résistor |
| Facteur de puissance | cos φ .……… | cos φ ……. |
| Matériel concerné | …………………………… | …………………………… |
☆ C4
12.) Répondre à la problématique. Justifier par un calcul :
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
☆☆ C5
Partie 3 : application
13.) Représenter i(t) avec un décalage temporel de 2,5 ms par rapport à u(t) :
Balayage horizontal : 5 ms / div
Imax : 2 divisions
T = 0,02 s
En régime alternatif l’intensité du courant est décalée dans le temps par rapport à la tension qui la génère (sauf pour les circuits uniquement composés de résistances).
Ce décalage de temps est noté Δt
Le déphasage φ (en radian) entre l’intensité i (t) et la tension u(t) se calcule par :
Le facteur de puissance est le cosinus de ce déphasage : cos φ
☆ C1
14.) Vérifiez que le facteur de puissance associé est égal à 0,70. Vous détaillerez le calcul du déphasage :
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
☆☆ C4
Compétences, capacités et connaissances issues du référentiel BAC PRO Terminales – Physique Chimie Education Nationale
Capacités
Réaliser, en régime sinusoïdal, à l’aide d’une expérimentation assistée par ordinateur (ExAO), le produit d’une tension aux bornes d’un dipôle et de l’intensité du courant qui le traverse. Mesurer un déphasage entre la tension aux bornes d’un dipôle et l’intensité qui le traverse. Mesurer une puissance active à l’aide d’un wattmètre ou à l’aide d’un système d’acquisition associé à un capteur voltmètre et un capteur ampèremètre.
Connaissances
Savoir que pour un dipôle donné, l’intensité du courant et la tension sont déphasées. Savoir que le facteur de puissance est le cosinus de ce déphasage entre l’intensité et la tension. Savoir que la puissance active est la puissance moyenne consommée. Connaître la relation entre la puissance active, les valeurs efficaces de l’intensité du courant et de la tension et le facteur de puissance.
Compétence – C1
S’approprier
Rechercher, extraire et organiser l’information.
Traduire des informations, des codages.
Compétence – C2
Analyser
Raisonner
Émettre des conjectures, formuler des hypothèses.
Proposer une méthode de résolution.
Choisir un modèle ou des lois pertinentes.
Élaborer un algorithme.
Choisir, élaborer un protocole.
Évaluer des ordres de grandeur.
Compétence – C3
Réaliser
Mettre en œuvre les étapes d’une démarche.
Utiliser un modèle.
Représenter (tableau, graphique…), changer de registre.
Calculer (calcul littéral, calcul algébrique, calcul numérique exact ou approché, instrumenté ou à la main).
Mettre en œuvre un algorithme.
Expérimenter – en particulier à l’aide d’outils numériques (logiciels ou dispositifs d’acquisition de données…).
Faire une simulation.
Effectuer des procédures courantes (représentations, collectes de données, utilisation du matériel…).
Mettre en œuvre un protocole expérimental en respectant les règles de sécurité à partir d’un schéma ou d’un descriptif.
Organiser son poste de travail.
Compétence – C4
Valider
Exploiter et interpréter les résultats obtenus ou les observations effectuées afin de répondre à une problématique.
Valider ou invalider un modèle, une hypothèse en argumentant.
Contrôler la vraisemblance d’une conjecture.
Critiquer un résultat (signe, ordre de grandeur, identification des sources d’erreur), argumenter.
Conduire un raisonnement logique et suivre des règles établies pour parvenir à une conclusion (démontrer, prouver).
Compétence – C5
Communiquer
À l’écrit comme à l’oral :
rendre compte d’un résultat en utilisant un vocabulaire adapté et choisir des modes de représentation appropriés ;
expliquer une démarche.
Bonjour, Y’aurait-il un corrigé de ce CCF.
Merci d’avance et bonne journée
Bonjour,
Non pas de corrigé. Mais je peux aider sur une question si nécessaire.