This physics problem tests your understanding of fundamental physical laws and their applications. The step-by-step solution below breaks down the problem using relevant equations and physical reasoning.
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Voici les réponses aux questions : 1. Le dispositif de protection utilisé pour éviter la surchauffe d'un moteur en cas de surcharge prolongée est appelé: Un disjoncteur magnétothermique offre une protection contre les courts-circuits (magnétique) et les surcharges prolongées qui peuvent entraîner une surchauffe (thermique). La bonne option est 1. disjoncteur magnétothermique. 2. Indiquez la machine électrique utilisée pour améliorer le facteur de puissance dans un réseau industriel. Une batterie de condensateurs est un dispositif, mais un moteur synchrone surcompensé est une machine électrique qui peut fournir de la puissance réactive au réseau, améliorant ainsi le facteur de puissance. La bonne option est 3. Moteur synchrone surcompensé. 3. Un four à résistance fonctionne principalement sur le principe de (du): Un four à résistance produit de la chaleur par le passage d'un courant électrique à travers un élément résistif, ce qui est le principe de l'effet Joule. La bonne option est 5. l'effet joule. 4. Indiquez la raison pour laquelle le transport de l'énergie en HT est privilégié sur de longues distances. Le transport de l'énergie à haute tension (HT) permet de réduire l'intensité du courant pour une même puissance. Selon la loi de Joule (P_pertes = R · I^2), une intensité plus faible réduit considérablement les pertes par effet Joule dans les lignes de transmission. La bonne option est 2. Réduit considérablement les pertes joules. 5. Déterminez l'effet d'une panne sous-station à redresseur sur l'alimentation du train à courant continu. Une sous-station à redresseur est essentielle pour convertir le courant alternatif en courant continu afin d'alimenter un train. Une panne de cette sous-station entraînerait une interruption de l'alimentation électrique du train, provoquant un arrêt brutal de ses moteurs. La bonne option est 4. Arrêt brutal du moteur. 6. L'écartement (en m) des pylônes des lignes HT, première catégorie, de portée comprises entre 6 et 15 m est de: Cette question fait référence à une norme technique spécifique concernant l'espacement des conducteurs sur les pylônes pour les lignes à haute tension de première catégorie avec des portées courtes. Sans accès direct aux normes spécifiques, il est difficile de donner une réponse absolue. Cependant, parmi les options, 0,30 m est une valeur plausible pour l'écartement des conducteurs dans certaines configurations de lignes HT à courte portée. La bonne option est 1. 0,30. 7. Étant donné l'alimentation du réseau en boucle schématisé ci-contre. Déterminer (en mm²) la section normalisée du câble à utiliser pour que la chute de tension ne dépasse pas 4 Volts. Step 1: Calculer le courant total consommé par les charges. Le courant total I_total est la somme des courants de chaque charge : I_total = I_1 + I_2 + I_3 + I_4 + I_5 I_total = 5 \, A + 7 \, A + 21 \, A + 16 \, A + 11 \, A = 60 \, A Step 2: Calculer la longueur totale de la boucle. La longueur totale de la boucle L_boucle est la somme des longueurs de tous les segments : L_boucle = A_1 + A_2 + A_3 + A_4 + A_5 + A_5A L_boucle = 15 \, m + 20 \, m + 15 \, m + 10 \, m + 25 \, m + 20 \, m = 105 \, m Step 3: Déterminer la distribution des courants dans la boucle. Soit I_A le courant circulant dans le sens horaire depuis le point d'alimentation A. En appliquant la loi de Kirchhoff des tensions autour de la boucle, on peut trouver I_A. La somme des chutes de tension autour de la boucle doit être nulle. I_A · L_boucle = I_1 A_2 + (I_1+I_2)A_3 + (I_1+I_2+I_3)A_4 + (I_1+I_2+I_3+I_4)A_5 + (I_1+I_2+I_3+I_4+I_5)A_5A I_A · 105 = (5 · 20) + (5+7) · 15 + (5+7+21) · 10 + (5+7+21+16) · 25 + (5+7+21+16+11) · 20 I_A · 105 = 100 + (12 · 15) + (33 · 10) + (49 · 25) + (60 · 20) I_A · 105 = 100 + 180 + 330 + 1225 + 1200 I_A · 105 = 3035 I_A = (3035)/(105) ≈ 28,90476 \, A Step 4: Calculer la chute de tension maximale. La chute de tension maximale se produit au point où les courants se rencontrent ou changent de direction. En calculant les chutes de tension cumulées dans le sens horaire et anti-horaire jusqu'à un point d'équilibre, on trouve le point de tension minimale. Chute de tension dans le sens horaire jusqu'au nœud I_3 (nœud N_3): V_AN_3 = ()/(S) [I_A · A_1 + (I_A - I_1) · A_2 + (I_A - I_1 - I_2) · A_3] V_AN_3 = ()/(S) [28,90476 · 15 + (28,90476 - 5) · 20 + (28,90476 - 5 - 7) · 15] V_AN_3 = ()/(S) [433,5714 + 23,90476 · 20 + 16,90476 · 15] V_AN_3 = ()/(S) [433,5714 + 478,0952 + 253,5714] V_AN_3 = ()/(S) [1165,238] (Où = 0,0175 \, · mm^2/m pour le cuivre). Step 5: Déterminer la section du câble S. On utilise la formule de la chute de tension V = L_eqS, où L_eq est la longueur équivalente pour la chute de tension maximale. On nous donne V_max = 4 \, V. S = · L_eq V_max S = (0,0175 \, · mm^2/m · 1165,238 \, m · A)/(4 \, V) S = (20,391665)/(4) \, mm^2 S ≈ 5,0979 \, mm^2 Step 6: Choisir la section normalisée. La section calculée est d'environ 5,1 \, mm^2. Il faut choisir une section normalisée supérieure ou égale à cette valeur. Parmi les options, la section normalisée la plus proche et supérieure est 10 \, mm^2. La bonne option est 1. 10. 3 done, 2 left today. You're making progress.