cahier de textes 2nde 01 - Le cours de physique

cahier de textes de Tle STL
SPCL - systèmes et procédés 2014-2015
ATTENTION nouveauté : ordre chronologique inversé
Ma 20/01 1,5h
4) Exp : "Distillation simple d'une solution aqueuse d'éthanol (et réfractométrie)".
Lu 19/01 1,5h
Correction des évaluations du Ma 13/01.
3) Correction : Exercice sur le climatiseur à gaz (questions 1 à 3).
3) Cours : Présentation d'un réfrigérateur domestique.
Lu 12/01 1,5h
2) Correction : Exercice n°1 sur les tubes de Pitot.
3) Exp : Effet d'une compression ou d'une détente sur la température d'un gaz.
3) Cours : Présentation d'un climatiseur (à air) d'avion ; Notions de sources chaude et froide ; Rappels sur les
transferts thermiques ; Notion de travail mécanique ; Le climatiseur ne produit pas du froid mais déplace
l'énergie thermique ; Justification des changements de température lors de la compression ou de la détente d'un
gaz.
3) Exp : Observations de la mise en fonctionnement d'un congélateur (localisation et identification des bruits,
température en différents points).
Pour Lu 19/01 : 3) Exercice sur le climatiseur à gaz (questions 1 à 3).
Pour Ma 13/01 : Évaluation des compétences expérimentales.
Ma 06/01 1,5h
12) Exp : Visualisation et mesures (avec calculs d'incertitudes de mesures) d'une tension (qui n'est pas
sinusoïdale et symétrique) avec un oscilloscope puis avec Orphy et Regressi puis avec un voltmètre TRMS (en
mode DC puis AC+DC) puis avec un voltmètre standard (en mode DC puis AC) ; Comparaison des résultats.
Lu 05/01 1,5h
2) Cours : Pertes de charge (fin) ; Puissance hydraulique et cas d'une pompe, d'une turbine et d'une puissance
dissipée par frottements.
2) Exercice sur les pertes de charge dans un tube de Venturi.
Pour Lu 12/01 : 2) Exercice n°1 sur les tubes de Pitot.
Ma 16/12 1,5h
12) Exp : Visualisation et mesures d'une tension sinusoïdale avec un oscilloscope puis avec Orphy et Regressi
puis avec un voltmètre TRMS (en mode DC puis AC+DC) puis avec un voltmètre standard (en mode DC puis AC) ;
Comparaison des résultats.
Lu 15/12 1,5h
2) Exp : Observation de deux feuilles de papier entre lesquelles on souffle.
2) Cours : Prise de pression dynamique ; Tube de Pitot ; Effet Venturi et exemples ; Tube de Venturi ; Pertes de
charge (début).
2) Exercice sur l'utilisation de l'effet Venturi dans les douchettes à économie d'eau.
Ma 09/12 1,5h
14) Exp : Questionnement sur le montage à réaliser pour déterminer la caractéristique courant-tension d'un
capteur inconnu ; Mesures de tensions et d'intensités afin de déterminer la caractéristique courant/tension du
capteur inconnu (ici une diode servant de capteur de température) ; Tracé de la courbe en utilisant le tableurgrapheur Regressi ; Grace à une recherche sur Internet, en utilisant sa caractéristique courant/tension
détermination du nom du composant électrique étudié (un diode) ; Grace à une recherche sur Internet,
détermination de quel type de capteur peut être la diode (un capteur de température) ; Observation de l'effet de
la température sur la tension de seuil de la diode.
Lu 08/12 1,5h
1) Exercices sur la régulation.
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Ma 02/12 1,5h
12) Exp : Visualisation et mesures (avec calculs d'incertitudes de mesures) d'une tension continue avec un
oscilloscope puis avec un voltmètre TRMS (en mode DC puis AC+DC) puis avec un voltmètre standard (en mode
DC puis AC) ; Comparaison des résultats ; Notions de tensions moyenne et efficace.
Lu 01/12 1,5h
Correction du devoir surveillé du Lu 24/11.
2) Cours : Différentes formulations de la relation de Bernoulli ; Détermination de l'équation de la statique des
fluides à partir de la relation de Bernoulli ; Prise de pression motrice.
Ma 25/11 1,5h
12) Correction : Exercice type Bac sur les incertitudes de mesure.
12) Exp : Visualisation et mesures (avec calculs d'incertitudes de mesures) d'une tension continue avec un
oscilloscope puis avec un voltmètre TRMS (en mode DC puis AC+DC).
Lu 24/11 1,5h
Devoir surveillé.
Pour Lu 24/11 : Devoir surveillé.
Ma 18/11 1,5h
12) Cours : Notion d'incertitude de mesure ; Incertitude lors d'un grand nombre de mesures d'une même
grandeur ; Incertitude lors d'une mesure unique ; Loi de composition des incertitudes ; Incertitude élargie et
intervalle de confiance ; Écriture du résultat d'une mesure et de son incertitude.
12) Exercice : Évaluation et écriture de l'incertitude de mesure dans différentes situations.
Pour Ma 25/11 : 12) Exercice type Bac sur les incertitudes de mesure.
Pour Lu 17/11 : Devoir surveillé.
Lu 10/11 1,5h
1) Correction : Régulateur de vitesse (fin).
2) Exp : Observation d'une balle légère dans un entonnoir lorsque l'on souffle.
2) Cours : Débit massique ; Débit volumique ; Notions de ligne de courant et de tube de courant ; Conservation
du débit volumique dans le cas d'un fluide incompressible ; Expression de la relation de Bernoulli (et
conservation de l'énergie d'un fluide incompressible en mouvement).
Ma 04/11 1,5h
14) Exp : Suite au conditionnement de la sonde Pt100 (permettant d'obtenir un signal normalisé 4-20 mA) mise
en évidence des problèmes liés à la mesure de courants et résolution par la mesure de tensions (après insertion
d'une résistance dans le circuit) ; Utilisation pour déterminer une température ; À partir de la visualisation de
l'évolution temporelle de la température obtenue avec la sonde Pt100, détermination du temps de réponse à
90 % de la sonde Pt100 conditionnée (pour un passage d'environ 25 °C à 70 °C).
Lu 03/11 1,5h
e
1) Correction : Régulation (à action continue) de niveau (2 partie).
1) Exercice : Régulation (à action discontinue) de la température d'une maison.
1) Exercice : Régulateur de vitesse (début).
Pour Lu 10/11 : 1) Régulateur de vitesse (à finir).
Ma 14/10 1,5h
14) Exp : Détermination de la caractéristique de transfert de la sonde Pt100 (lien résistance/température) et
modélisation en utilisant le logiciel Regressi (fin) ; Utilisation de la sonde Pt100 pour déterminer une
température ; Conditionnement de la sonde Pt100 (utilisation d'un transmetteur permettant d'obtenir un signal
normalisé 4-20 mA) et utilisation pour déterminer une température.
Lu 13/10 1,5h
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5) Cours : Notion de dipôle actif ; Détermination de la caractéristique courant-tension d'un dipôle actif ; Notions
de force électromotrice et de résistance interne ; Cas d'un générateur idéal de tension puis de courant ; Notion
de capteur ; Caractéristique de transfert d'un capteur ; Conditionnement d'un capteur.
1) Correction : Simulation de l'étude en boucle ouverte d'une régulation de pression.
re
1) Exercice : Régulation (à action continue) de niveau (1 partie).
e
Pour Lu 03/11 : 1) Régulation (à action continue) de niveau (2 partie).
Ma 07/10 1,5h
14) Exp : Questionnement sur le montage à réaliser pour déterminer la caractéristique courant-tension d'un
capteur inconnu ; Mesures de tensions et d'intensités afin de déterminer la caractéristique courant/tension du
capteur inconnu (ici un capteur de température : une sonde Pt100) ; Tracé manuel de la courbe (ici une droite)
puis en utilisant le tableur-grapheur Regressi et analyse de la caractéristique courant/tension de la sonde Pt100 ;
Observation de l'effet de la température sur la résistance de la sonde Pt100 ; Détermination de la caractéristique
de transfert de la sonde Pt100 (lien résistance/température) et modélisation en utilisant le logiciel Regressi
(début).
Lu 06/10 1,5h
1) Correction : Simulation de l'étude en boucle ouverte d'une régulation de niveau : questions 14 à 19.
1) Cours : Effet d'une correction proportionnelle puis d'une correction intégrale (plus ou moins importantes) sur
les trois critères de performance d'une régulation à action continue.
13) Exercice : Détermination du temps de réponse à 95 % d'une thermistance à partir de l'enregistrement
temporel de sa réponse.
5) Cours : Notion de dipôle passif ; Détermination de la caractéristique courant-tension d'un dipôle passif ; Cas
d'une résistance.
Pour Lu 13/10 : 1) Simulation de l'étude en boucle ouverte d'une régulation de pression.
Ma 30/09 1,5h
13) Exp : À partir de la visualisation de l'évolution temporelle de la température obtenue avec la thermistance
conditionnée, détermination du temps de réponse à 90 % de la thermistance conditionnée (pour un passage
d'environ 25 °C à 70 °C) ; Mise en œuvre d'une régulation TOR de température à l'aide d'un montage
comparateur et de la thermistance.
Lu 29/09 1,5h
1) Correction : Simulation de l'étude en boucle ouverte d'une régulation de niveau : question 13.
1) Cours : Réponse d'un procédé instable à un échelon de commande (gain dynamique et temps mort) ; Dans le
cas d'une régulation à action discontinue (à un seuil ou à deux seuils), tracé de l'évolution de signal de
commande pour une variation du signal du capteur et tracé de l'évolution temporelle de ces deux signaux ; Dans
le cas d'une régulation à action continue, réponse à un échelon de consigne (précision et écart statique,
amortissement et valeur du premier dépassement, rapidité et temps de réponse à 5 %).
Pour Lu 06/10 : 1) Simulation de l'étude en boucle ouverte d'une régulation de niveau : questions 14 à 19.
Ma 23/09 1,5h
13) Exp : Conditionnement de la thermistance et utilisation pour déterminer une température ; En utilisant le
module d'acquisition Orphy, visualisation de l'évolution temporelle du signal (tension) obtenu avec la
thermistance conditionnée puis de l'évolution temporelle de la température.
Lu 22/09 1,5h
1) Corrections : Simulation de l'étude en boucle ouverte d'une régulation de niveau : questions 11 et 12.
1) Cours : Caractéristique statique d'un procédé stable ; Gain statique d'un procédé stable ; Réponse d'un
procédé stable à un échelon de commande (gain statique, temps mort et constante de temps).
Pour Lu 29/09 : 1) Simulation de l'étude en boucle ouverte d'une régulation de niveau : questions 13 à 15.
Ma 16/09 1,5h
13) Exp : Détermination de la caractéristique de transfert de la thermistance (lien résistance/température) et
modélisation en utilisant le logiciel Regressi ; Utilisation de la thermistance pour déterminer une température.
Lu 15/09 1,5h
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1) Cours : Schéma fonctionnel d'une boucle de régulation (schéma, éléments constitutifs et grandeurs
fonctionnelles) (fin) ; Signaux d'interconnexion des éléments constitutifs d'une boucle de régulation (nature de
ces signaux puis lien entre la valeur de ces signaux, la valeur des grandeurs fonctionnelles images de ces
signaux et leurs expressions en pourcentage) ; Notion de stabilité d'un système.
Pour Lu 22/09 : 1) Simulation de l'étude en boucle ouverte d'une régulation de niveau : questions 1 à 13.
Ma 09/09 1,5h
13) Exp : Questionnement sur le montage à réaliser pour déterminer la caractéristique courant-tension d'un
dipôle inconnu ; Mesures de tensions et d'intensités afin de déterminer la caractéristique courant/tension du
dipôle inconnu (ici un capteur de température : une thermistance) ; Tracé manuel de la courbe (ici une droite)
puis en utilisant le tableur-grapheur Regressi et analyse de la caractéristique courant/tension de la thermistance
; Observation de l'effet de la température sur la résistance de la thermistance.
Lu 08/09 1,5h
Présentation : Présentation de l'enseignant ; Présentation des élèves (fiches et appel détaillé) ; Vérification de
l'emploi du temps et précisions ; Présentation de l'enseignement (contenu du programme, modalité des
évaluations …) ; Règlement intérieur ; Liste du matériel nécessaire et sécurité.
1) Exp : Observation, sur une simulation, de l'évolution temporelle de la puissance de chauffe d'un radiateur et
de la température d'une pièce dans le cas d'une régulation tout ou rien à un seuil, puis à deux seuil, puis dans le
cas d'une régulation à action continue.
1) Cours : Présentation du fonctionnement d'une régulation TOR de température ; Schéma fonctionnel ; Notions
de grandeur réglée, consigne, grandeur réglante, grandeur perturbatrice ; Présentation du fonctionnement d'une
régulation de température à action continue ; Schéma fonctionnel d'une boucle de régulation (schéma, éléments
constitutifs et grandeurs fonctionnelles) (début).

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