Session 2012

BACCALAURÉAT TECHNOLOGIQUE
STL - CHIMIE DE LABORATOIRE ET DE PROCÉDÉS
INDUSTRIELS

ÉPREUVE DE PHYSIQUE

Durée de l'épreuve : 2 heures
Coefficient : 3

Le sujet comporte 5 pages numérotées de 1/5 à 5/5.

L'usage de la calculatrice est autorisé.
Toutes les calculatrices de poche y compris les calculatrices programmables, alphanumériques ou à écran graphique à condition que leur fonctionnement soit autonome et qu’il ne soit pas fait usage d’imprimante (circulaire n°
99-186 du 16 novembre 1999).

Code sujet : 12PYCLAGPH1

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I. ÉTUDE D’UN CIRCUIT SÉRIE

1. Circuit RC.
Un dipôle AB est constitué de l’association en série d’un condensateur de capacité C et d’un conducteur ohmique de résistance R. Il est alimenté par un générateur G fournissant une tension u(t) alternative sinusoïdale de fréquence f et de valeur efficace U.
A
i(t)

Données :

uC(t)

U = 5,00 V et f = 800 Hz
R = 220 Ω
C = 0,470 µF

G

C

u(t) uR(t) R
B

1.1. Donner l’expression puis calculer la valeur de l’impédance ZC du condensateur.
1.2. Donner l’expression puis calculer la valeur de l’impédance ZAB du dipôle AB.
1.3. Donner l’expression de la valeur efficace I de l’intensité du courant i(t) et vérifier que I vaut 10,5 mA.
1.4. En déduire les valeurs efficaces UR de la tension uR(t) et UC de la tension uC(t).
1.5. Donner les expressions en fonction du temps de l’intensité i(t) et des tensions uR(t) et uC(t) en prenant i comme référence des phases.
1.6. Construction de Fresnel.
1.6.1. Construire les vecteurs de Fresnel associés aux tensions uR(t) et uC(t) puis le vecteur associé à la tension u(t). On utilisera l’échelle : 1 cm pour 0,5 V.
1.6.2. En déduire le déphasage ϕu/i de la tension u(t) par rapport à l’intensité i(t).
2. Circuit RLC.
On ajoute en série avec le dipôle AB une bobine d’inductance L et de résistance r = 8,50 Ω tout en maintenant U = 5,00 V et f = 800 Hz.
2.1. Comment doit-on choisir l’inductance L