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Examens nationaux

Baccalauréat · Série F · Électrotechnique — 2023

BAC F — Électrotechnique — Sujet type n° 2

  • Série F
  • ⏱ 5 h
  • Coefficient 6
  • Niveau difficile
  • 11 questions

Consignes

  • Le candidat traitera les trois parties.
  • Toute application numérique doit être précédée de l'expression littérale.
  • On prendra π3,14\pi \approx 3{,}14 et 31,73\sqrt{3} \approx 1{,}73.

Partie I — Moteur asynchrone triphasé

L'atelier d'une unité d'égrenage est équipé d'un moteur asynchrone triphasé à 44 pôles, alimenté sous U=400 VU = 400\ \mathrm{V} entre phases, à la fréquence f=50 Hzf = 50\ \mathrm{Hz}.

Caractéristiques nominales

Puissance utile Pu=4 kWP_{u} = 4\ \mathrm{kW} · facteur de puissance cosφ=0,85\cos\varphi = 0{,}85 · rendement η=0,88\eta = 0{,}88 · glissement g=4 %g = 4\ \%.

1.
Calculer la vitesse de synchronisme du champ tournant.
1,5 pts
2.
En déduire la vitesse de rotation du rotor.
1,5 pts
3.
Calculer la puissance absorbée au réseau.
2 pts
4.
Calculer l'intensité du courant en ligne.
2 pts

Partie II — Compensation du facteur de puissance

Le distributeur exige un facteur de puissance d'au moins 0,950{,}95. On installe pour cela une batterie de condensateurs montés en triangle aux bornes du moteur précédent.

1.
Calculer la puissance réactive absorbée par le moteur avant compensation.
2 pts
2.
Calculer la puissance réactive après compensation, à cosφ=0,95\cos\varphi' = 0{,}95.
1,5 pts
3.
En déduire la puissance réactive que doit fournir la batterie de condensateurs.
1,5 pts
4.
Calculer la capacité de chacun des trois condensateurs, montés en triangle.
2 pts

Partie III — Exploitation et sécurité de l'installation

1.
Expliquer le rôle de la mise à la terre des masses métalliques et le principe du disjoncteur différentiel 30 mA30\ \mathrm{mA}.
2 pts
2.
Le moteur fonctionne 88 heures par jour, 2626 jours par mois. Calculer l'énergie absorbée en un mois, en kWh\mathrm{kWh}.
2 pts
3.
Le kWh\mathrm{kWh} est facturé 115115 francs CFA. Calculer le coût mensuel de fonctionnement de ce moteur.
2 pts