samedi 24 octobre 2009



Cours et Exercices



Gratuits






Technologie Électrique التكنولوجيا الكهربائية


Présentation de la filière STE :

‘’Les Sciences et Technologies Électriques’’ est une filière du cycle du baccalauréat, où l'élève bénéficie d’un enseignement scientifique équilibré et d’une formation technologique ciblée tenant compte de la cohérence et la complémentarité entre les vastes domaines du génie électrique.
La formation en STE imprégnée des sciences de l'ingénieur, prépare ainsi les élèves à la poursuite des études scientifiques et techniques :
· en cycle long telle que la formation d'ingénieur : licences professionnelles, masters spécialisés, doctorat, etc. ;

· en cycle court telle que la formation type BTS, DUT, DTS, etc.
L'orientation vers cette filière, en fin du cycle du tronc commun, prend en considération le projet personnel de l'élève mais aussi, et en premier lieu sa capacité à pouvoir y poursuivre ses études sans difficultés spécifiques. Ainsi, tout élève désirant être orienté vers la filière STE doit posséder des compétences de base, en mathématiques, en sciences physiques et en langues. Comme il doit avoir l'aptitude à développer des compétences méthodologiques, technologiques et de communication.












Unité "ADC"

. Présentation


Pour agir sur la matière d'œuvre, un système automatisé a besoin d’énergie, qui subira de nombreux traitements pour être adaptés à la nature de l'action sur la matière d'œuvre.



L’unité ADC traite donc de ces aspects qui peuvent être modélisés par les fonctions génériques, c'est à dire qui s'appliquent sur la plupart des systèmes ; il s'agit des fonctions :

• Alimenter ;


• Distribuer ;


• Convertir ;




FONCTION ALIMENTER


1 : L’énergie électrique



1. Topologie du réseau électrique






2. Types de centrale






3. LES SOURCES AUTONOMES



2 : Les grandeurs électriques



1. Grandeurs caractéristiques mises en jeu .



2. ALIMENTATION CONTINUE STABILISEE



3 : SECURITE DES BIENS ET DES PERSONNES



1. EFFETS PHYSIOLOGIQUES DU COURANT ELECTRIQUE



2. TENSION LIMITE DE SECURITE



3. CONTACT DIRECT ET INDIRECT ET PROTECTION ASSOCIEE .



4 : L' ENERGIE PNEUMATIQUE



1. Constitution d’une installation pneumatique..



2. Production de l’énergie pneumatique .



3. PRINCIPES PHYSIQUES .

FONCTION DISTRIBUER

1: LES PRÉ ACTIONNEURS ELECTRIQUES



1. LE RELAIS



2. LE CONTACTEUR .



3. LE SECTIONNEUR .



4. LES FUSIBLES .



5. LE RELAIS THERMIQUE ..



2: Hacheur série / Variateur de vitesse industriel



1. Principe de fonctionnement



2. Variateurs industriels pour moteur à courant continu .



3 : LES PREACTIONNEURS PNEUMATIQUES



1. FONCTION .



2. CONSTITUANTS D'UN DISTRIBUTEUR .



3. LES PRINCIPAUX DISTRIBUTEURS PNEUMATIQUES .



4. LES DISPOSITIFS DE COMMANDE .



5. APPLICATION: PRESSE PNEUMATIQUE .




FONCTION CONVERTIR

1 : CONVERTISSEUR ELECTROMECANIQUE



1. ORGANISATION DE LA MACHINE .



2. PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT .



3. MODELE ELECTRIQUE SIMPLE DU MOTEUR A COURANT CONTINU .



4. DEMARRAGE DU MOTEUR A COURANT CONTINU .



5. BILAN DES PUISSANCE .



6. REVERSIBILITE DE LA MACHINE A COURANT CONTINU .



7. ALIMENTATION DU MOTEUR .



8. FONCTIONNEMENT A VITESSE VARIABLE .



2 : LES ACTIONNEURS PNEUMATIQUES



1. LES VERINS .



2. Le générateur de vide ou venturi ..



3 : AUTRES TYPES DE CONVERSION



1. CONVERSION ENERGIE ELECTRIQUE / ENERGIE LUMINEUSE .



2. CONVERSION ENERGIE ELECTRIQUE / ENERGIE THERMIQUE .

Alimenter c'est fournir au système l'énergie dont il a besoin pour fonctionner.



Pour fonctionner, un système aura toujours besoins d’énergie. Les 3 principales énergies qui permettent d’alimenter un actionneur sont :


Energie électrique


• Energie pneumatique


• Energie mécanique


2. Energie électrique

L’alimentation en énergie électrique comporte plusieurs étapes : production, transport, distribution et utilisation de l’énergie.


L’énergie électrique est une énergie secondaire, elle est produite à partir d’énergies primaires (eau, vent, soleil, pétrole, uranium).


2.1 . Réseau national
2 .1.1. topologie du réseau

Les aérogénérateurs (ou éoliennes) convertissent la force du vent en électricité. Ils sont constitués d'un


tour sur lequel tourne une hélice composée de 2 ou 3 pales (de diamètre allant de 40 à 100 mètres pour les

plus grandes éoliennes). Celles-ci captent l'énergie du vent pour faire tourner une génératrice qui produit

du courant électrique.

Les éoliennes fonctionnent à pleine puissance de 2000 à 3000 heures par an, soit environ 1/3 du temps
2..2.3. Groupe électrogène




Le fonctionnement d’un groupe électrogène se base sur le principe suivant lequel l’énergie mécanique est produite par un moteur à gaz ou moteur diesel (moteur thermique) qui entraîne un alternateur produisant


de l’électricité. Ces groupes sont généralement utilisés comme alimentation de secours, alimentation électrique ininterruptible dans les locaux exigeant une continuité de service tel que les hôpitaux, les centres informatiques…



2.2.4. Piles et accumulateurs



Les accumulateurs et les piles sont des systèmes électrochimiques servant à stocker de l'énergie. Ceux-ci restituent sous forme d'énergie électrique, exprimée en wattheure (Wh), l'énergie chimique générée par

des réactions électrochimiques. Ces réactions sont activées au sein d'une cellule élémentaire entre deux électrodes baignant dans un électrolyte lorsqu'une résistance, un moteur électrique par exemple, est branché à ses bornes. L'accumulateur est basé sur un système électrochimique réversible. Il est

rechargeable par opposition à une pile qui ne l'est pas. Le terme batterie est alors utilisé pour caractériser

un assemblage de cellules élémentaires (en général rechargeables).













3. Exercice
Une station d’irrigation est alimentée par cellules solaires. Sachant que la station est constituée par deux pompes dont la puissance de chacune est 3 kW et de rendement 93 %. La tension d’alimentation nominale

est de 100 V (c’est la tension à fournir au groupe pompe/convertisseur).

Sachant que chaque cellule élémentaire peut fournir une puissance 1W avec une tension 1.25V :

1. Quel est le nombre de cellules photovoltaïques à utiliser.

2. Donner un schéma de branchement de ces cellules.

3. Si l’aire d’une cellule est de 5 cm2. Quel est l’aire total en m2 occupé par le panneau solaire.



LES ACCUMULATEURS

1. Généralités.

Il y a nécessité de stockage chaque fois que la demande énergétique est décalée dans le temps vis‑à‑vis de l'apport énergétique solaire.



En effet :



· La demande énergétique est fonction de la charge à alimenter, demande continue ou discontinue des appareils d'utilisation.



· L'apport énergétique solaire est périodique (alternances jour/nuit, été/hiver) et aléatoire (nuages ou non).



Ce décalage entre la demande et l'apport énergétique nécessite un stockage d'électricité. Le système tampon le plus couramment utilisé pour les systèmes photovoltaïques est la batterie d'accumulateurs électrochimiques bien connue dans le domaine automobile.



1.1. Définition.

Les accumulateurs électrochimiques sont des générateurs "réversibles" c'est‑à‑dire pouvant stocker l'énergie électrique sous forme chimique puis la restituer à tout moment sur demande grâce à la réversibilité de la transformation.



1.2. Différents types

De nombreux types d'accumulateurs électrochimiques existent (Pb, CdNi, NiZn, …), toutefois un des plus anciens et des plus couramment utilisés dans l'automobile est l'accumulateur au plomb.



Celui‑ci subit des perfectionnements constants pour améliorer ses performances en vue de l'utilisation la mieux adaptée au photovoltaïque




2. Les accumulateurs au plomb.



2.1. Description.



· L'électrode positive est une plaque rectangulaire en plomb renforcée par des nervures entre lesquelles sont disposées des lamelles ou des tubes constitués par des oxydes de plomb.



· L'électrode négative est une plaque de plomb à surface gaufrée dont les alvéoles sont garnis de plomb spongieux.



· L'électrolyte est une solution d'acide sulfurique dont la densité varie en fonction de l'état de charge de la batterie.



· Organisation : L'énergie qu'on peut emmagasiner dans un accumulateur étant proportionnelle à la surface des électrodes, on a intérêt à augmenter leurs dimensions. Pour éviter un trop grand encombrement, on constitue deux faisceaux de plaques parallèles positives et négatives intercalées. L'ensemble des plaques est immergé dans l'électrolyte contenu dans un bac en matière isolante (verre ou matière plastique).



2.2. Principe de fonctionnement.

Pendant la décharge, la concentration de l'acide sulfurique décroît.



Inversement de l'acide sulfurique se reforme pendant la charge. Le moyen le plus sûr de vérifier l'état de charge est de mesurer la densité de l'électrolyte, ce qui permet de connaître la concentration en acide.



En fin de charge, si on prolonge le passage du courant, l'hydrogène et l'oxygène résultant de la décomposition de l'eau finissent par se dégager à l'état gazeux sur les électrodes (Electrolyse).



Si la décharge se produit trop longtemps, ou si on ne surveille pas la concentration d'acide sulfurique, celui‑ci peut attaquer les plaques en donnant du sulfate de plomb qui n'est plus détruit par la suite. L'accumulateur se sulfate, il finit par devenir inutilisable.



N.B : On voit qu'il est important de surveiller l'état de charge ou décharge d'une batterie au plomb pour la conserver en bon état car un fonctionnement prolongé dans un sens ou dans l'autre aboutirait à la destruction définitive de l'accumulateur.




2.3. Caractéristiques.

2.3.1. Tension

La tension aux bornes d'un élément d'accumulateur au plomb est voisine de 2V. Sa valeur varie entre 1,7 V et 2,4 V suivant l'état de charge en conditions normales de fonctionnement.



2.3.1.1. Charge.

Pendant la charge, l'accumulateur est un récepteur. Si on trace graphiquement la différence de potentiel aux bornes en fonction du temps, on constate qu'après un court régime transitoire elle s'établit aux environs de 2,2 V.



En fin de charge (point M), on note un accroissement rapide de la tension. Les plaques, complètement polarisées, ne retiennent plus 1 'oxygène et l'hydrogène dégagés. La fin de charge est atteinte à 2,6 V en charge cyclique.



En charge flottante (régulation de charge) on se limite entre 2,25 V et 2,35 V par élément.





2.3.1.2. Décharge.

Pendant la décharge, la force électromotrice varie, en fonction du temps comme l'indique la figure. Pendant une assez longue durée d'utilisation, elle reste remarquablement constante à la valeur de 2V environ. À partir du point N, elle diminue brusquement (1,8 V), il faut alors recharger l'accumulateur, sous peine de voir apparaître la sulfatation des plaques.



En pratique, on ne descend pas en général en dessous de 20 % de la capacité batterie. Sinon, la sulfatation entraîne une perte de capacité et une augmentation de la résistance interne d'où baisse de tension.



2.3.2. Résistance interne.

La résistance interne d'un accumulateur est toujours très faible (de l'ordre de quelques centièmes d'ohm) et négligeable en général, dans les applications numériques.



Cette faible résistance interne présente d'ailleurs un inconvénient : quand les deux bornes sont accidentellement, réunies par un conducteur lui-même peu résistant, la résistance totale du circuit reste très faible ; l'intensité du courant débité est considérable, l'accumulateur, mis ainsi en court‑circuit, est rapidement hors d'usage.



2.3.3. Capacité

On appelle capacité la quantité d'électricité, évaluée habituellement en ampères-heures (Ah), qu'un accumulateur chargé peut faire circuler pendant la période de décharge.



La capacité d'un élément est fonction du régime de décharge, la capacité nominale (Cn) d'une batterie étant donnée, généralement, pour un régime de décharge en. 10 h (C/10).



Pour un régime de décharge plus élevé (I> C/10) la capacité diminue.



Pour un régime de décharge plus faible (I< C/10) la capacité augmente.



Le courant de décharge est évalué en fractions de la capacité exprimée en Ah (ex : C/100).



Exemple : Un accumulateur de 100 Ah à C/10 peut fournir un courant de 10 A pendant 10 h. Sa capacité sera réduite à 80 Ah pour un régime de décharge à I = C/5 = 20A tandis que la capacité pourra être augmentée à 140 Ah pour un régime de décharge à I = C/100 = 1 A.



La capacité d'un élément est fonction de sa température : ses variations vont dans le même sens que celles de la température.



2.3.4. Rendement.

Le rendement en ampères-heures (ou faradique) est le rapport entre la quantité d'électricité débitée à la décharge Q d et la quantité d'électricité fournie lors de la charge Q.



hq = Qd /Qc



Ce rendement est de l'ordre de 90 %. Le rendement en énergie (ou énergétique) est de l'ordre de 70 à 80 %. Ce rendement est plus faible que le précédent car les ampères-heures ne sont pas stockés et restitués à la même tension.



2.3.5. Autodécharge.

Le taux d'autodécharge d'un accumulateur représente la perte moyenne relative de capacité par mois et pour une température donnée.



L'autodécharge est une caractéristique interne découlant de la technologie utilisée et est généralement donnée pour une température de 20 °C.



Elle est de l'ordre de 10 % par mois, pour les plaques au plomb‑antimonieux (cet alliage a pour but d'augmenter la tenue mécanique)



Elle est de l'ordre de quelque % par mois pour le plomb doux (à faible teneur d'antimoine) ou le plomb‑calcium, mais les éléments sont plus fragiles. (T = 20°C)



L'autodécharge varie très rapidement avec la température. (Elle double de valeur tous les 10 °C).



2.3.6. Durée de vie.

La durée de vie des accumulateurs est directement liée à leurs conditions d'utilisation. Pour une utilisation en stockage tampon, la durée de vie dépend essentiellement du nombre et de l'amplitude des cycles charge décharge



En limitant la profondeur de décharge journalière (< 15 % Cn) et la profondeur de décharge saisonnière (< 60 % Cn), on estime la durée de vie des accumulateurs à 6 ou 7 ans, ceux‑ci étant protégés contre la surcharge.




3. Les accumulateurs cadmium-nickel.

3.1. Description.

Les accumulateurs cadmium-nickel sont réalisés à partir de 2 électrodes (hydroxyde de Nickel et Cadmium) immergés dans une solution de potasse d'où le nom d'accumulateur alcalin.



3.2. Caractéristiques.

La tension nominale est de 1,2 V mais elle varie entre 1,15 V et 1,45 V par élément suivant l'état de charge.



Les éléments sont, par leur construction, plus robustes et moins lourds que ceux au plomb

- Ils acceptent plus facilement la surcharge ou décharge profonde

- Pour les petites capacités, ils se présentent sous forme cylindrique (comme les piles) en version étanche

- Ils peuvent fonctionner sur une grande plage de température

- Ils nécessitent un entretien réduit ce qui leur confère une grande durée de vie.

Par contre :

- Le rendement de l'accumulateur est faible (rendement faradique = 70 %)

- L'autodécharge est plus élevée que celle des accumulateurs au plomb (> 15 %)

- Les écarts de tension entre charge et décharge sont plus importants

- Leur coût est élevé.



types de centrale
Les centrales hydrauliques
.Introduction
Nous allons vous présenter :

- Leurs modes de fonctionnement
- Les Barrages
- Les avantages et les inconvénients
- Leur histoire

2. Mode de fonctionnement
Il s'agit de capter la force motrice de l'eau pour produire de l' électricité.
L' eau accumulée dans les barrages ou dérivée par les prises d' eau est envoyée sur les aubes d'une turbine. Celle-ci entraîne un alternateur qui transforme l'énergie mécanique en énergie électrique. Le barrage quand à lui sert à constituer une réserve d'eau. L'usine est souvent en contrebas du barrage, soit plus près ou soit plus éloignée. Dans ce cas, l'eau est conduite vers l'usine par un canal de dérivation ou par une galerie creusée dans la montagne. L' extrémité aval est appelée la conduite forcée: c'est un gros tuyau qui descend la vallée. La puissance de l'eau, qui fait tourner la turbine, dépend du débit et de la hauteur de la chute.


Il existe différents types de centrales

- Les centrales de basse chute, se trouvent sur les grands fleuves et fonctionnent au fil de l'eau avec un débit important, elles produisent sans interruption.
- Les centrales de moyenne chute, se trouvent en moyenne montagne, elles utilisent les réserves d'eau accumulées sur des courtes périodes. Ces centrales d' éclusée servent pour la régulation journalière ou hebdomadaire de la production.

- Les centrales de haute chute, se trouvent en altitude, les usines de lacs disposent de plus de 400 heures de réserves. Leur rapidité de démarrage permet de répondre de consommation, notamment en hiver

3.Les barrages
Les dimensions d'un barrage sont des plus variables, elles peuvent aller, en hauteur, d'une dizaine de mètres environ (barrages sur le Rhin) à 180m (barrage de Tigne, en Savoie); en longueur, de quelques dizaines de mètres à prés d' un kilomètre (barrage de Matemale, Pyrénées Orientales).
CINQ TYPES DE BARAGES:

- Le barrage-voûte: La poussée des eaux sur le barrage peut être reportée sur les rives par effet d'arc.
- Le barrage-poids: La poussée sur le barrage peut être équilibrée par effet de gravité: c'est la masse du barrage qui s'oppose à cette poussée et la transmet au terrain de fondation. Quand le barrage est en béton il s'agit alors d' un barrage-remblai. Quand il est en terre ou en enrochement il s'agit alors d' un barrage à contre-forts.

- Les barrages mobiles: Constituent un cas particulier des barrages à contre-fort: Il s' agit d'une série de vannes qui, à pleine ouverture, assurent le plein rétablissement de la section du lit pour permettre aux crus de s' écouler sans relèvement de leur niveau naturel; la poussée des eaux sur les vannes, lorsqu'elle sont fermées est reportée sur les piles comme dans tout barrage à contrefort.

4.Les avantages et les inconvénients
Les avantages que nous offre les centrales hydrauliques sont le renouvellement constant de l'énergie motrice grâce au mécanisme du cycle de l'eau; la facilitée d'entretien et la faible usure du matériel qui travaille à vitesse et à température modéré; le haut niveau de rendement des machines, capable de transformer 90% de l' énergie de l'eau en énergie mécanique; aucun risque de pollution ; le faible coût et la souplesse d'exploitation, qu'accroissent encore les progrès de l' automatisme et des télécommandes.

L' énergie hydraulique fournit 15% de l' électricité produite par EDF.

C' est une énergie rapidement mobilisable: en quelques minutes, les plus grand barrages produisent 14000 MW sur les 23000 MW du parc de production hydraulique ( 1MW=1million de Watts).Ainsi, l'hydroélectricité joue le rôle de régulateur du système électrique français.

L'énergie hydraulique est économique à double titre. D'une part, ressource de base, l'eau, est gratuite et renouvelable. D' autre part, elle permet d'économiser le combustible nucléaire ou fossile. De plus cela crée des avantages dans le domaine des loisirs (création de lac et de station balnéaire) .
L' inconvénient est que cela gâche l'environnement, cela modifie l'aspect naturel du site et cela peut avoir des conséquences sur les poissons. Enfin, le barrage peut représenter un risque pour les personnes en aval.

5.LEUR HISTOIREDepuis l' antiquité, les hommes ont essayé de domestiquer la force de l'eau:
- IIème siècle av jc: première roue à palette et à augets qui permettent de se servir de la force de l'eau.
- Vers 260: il existe une "usine" près d'ARLES qui comporte une succession de moulin à eau, un aqueduc de 10KM et une chute de 18m.
- XIXè siècle: la turbine, les dynamos puis le couplage entre alternateur permettent de produire industriellement de l'électricité à partir de l' énergie mécanique. En 1883 le transformateur est créé.
- Entre les deux guerres mondiales: l' hydroélectricité connaît un développement spectaculaire avec plus de 50 barrages édifiés entre 1920 et 1940.

- Année 60 : en 1962, la moitié de la production française de l'électricité est d'origine hydraulique. Avec le choc pétrolier, le nucléaire deviendra prépondérant.
Les sources autonomes
L’essentiel :

 Le principe de fonctionnement des éoliennes est basé sur l’énergie du vent qui est captée par les pales d’hélices formant le rotor. Ce rotor entraîne un générateur d’électricité par l’intermédiaire d’un multiplicateur de vitesse. On les appelle aussi des aérogénérateurs.

 Un générateur de secours thermique est basé sur la transformation de l’énergie thermique produite par un moteur diesel, à essence ou à gaz, qui entraîne un générateur électrique (alternateur monophasé ou triphasé).

 On obtient une pile électrique en plongeant deux électrodes de natures différentes dans un électrolyte. La tension de ce générateur dépend de la nature des électrodes et de l’électrolyte. Un accumulateur est capable de stocker de l’énergie électrique (charge) et de restituer cette énergie sous une tension relativement constante (décharge).

 Une alimentation secourue ou alimentation sans interruption, est composée d’une chaîne qui permet d’éviter toute coupure de courant. Elle utilise l’énergie accumulée dans une batterie d’accumulateur.

 Les capteurs solaires ou cellules photoélectriques sont bases sur l’action de la lumière sur une jonction de deux semi-conducteurs. Une différence de potentiel apparaît lorsque la jonction reçoit de la lumière (photons).

 Les piles à combustibles sont des générateurs qui permettent d’obtenir de l’énergie électrique à partir de l’énergie chimique de combustibles (hydrogène, méthanol ou hydrazine) et de comburants (oxygène ou air). Dans ces générateurs, l’énergie chimique est transformée directement en énergie électrique et le résidu est de l’eau
LES GRANDEURS ÉLECTRIQUES
Fonctionnement des pinces ampèremétriques
Les convertisseurs de courant servent à l'acquisition de forts courants alternatifs sans ouverture du circuit électrique et sans contact. Ils


sont en principe constitués de 2 enroulements distincts de transformateur (B1 = enroulement primaire à N1 spires, B2 = enroulement

secondaire à N2 spires) sur un même noyau en fer (circuit magnétique fermé).

Lorsque dans l'enroulement B1 circule un courant alternatif I1, un courant I2 fonction du rapport d'enroulement N1 sur N2 est induit

dans l'enroulement B2. Comparativement aux convertisseurs de tableau installés en poste fixe, les pinces ampèremétriques ont un circuit

magnétique ouvert permettant d'entourer un conducteur.

C'est pourquoi dans la pratique, l'enroulement primaire B1 n'est constitué que d'une spire du câble dans lequel passe le courant à

mesurer. Le rapport de conversion d'un convertisseur est donné par : I1 x N1 = I2 x N2














MESURES DES GRANDEURS ELECTRIQUES





















Fonction Alimenter

         Titre des cours                               COURS              EXERCICES 

  1. Energie électrique                            COUR                                       


  2.  

  3. Grandeurs électriques                      COUR                                              





  4.  Sécurité des personnes                    COUR                            EXERCICES  




  5. Energie pneumatique                        COUR                                    



Fonction Distribuer



    1.   Préactionneurs électriques                 COUR                                  


    2.   Hacheur série-                                  COUR                  EXERCICES
         Variateur de vitesse industriel


    3.   Préactionneurs pneumatiques            COUR                   EXERCICES









 Fonction Convertir


  1. Actionneur électrique                       COUR                        EXERCICES



  2. Actionneur pneumatique                   COUR                                        



  3. Autres actionneurs                            COUR                                       






Unité "ATC"

L’unité ATC traite les aspects qui peuvent être modélisés par les fonctions génériques, c'est à dire qui s'appliquent sur la plupart des systèmes ; il s'agit des fonctions :

Ø Acquérir les informations ;

Ø Traiter ces informations suivant des règles et de lois physiques ;


Ø Communiquer les résultats de traitement sous forme



acquérir les informations



Généralité



Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable .Ils sont les éléments de base des systèmes d'acquisition de données.



1. Fonction Globale


2. FONCTION D’USAGE


3. STRUCTURE D’UN CAPTEUR

Tout capteur est composé de deux parties :



  •  l’une directement sous l’influence de la grandeur à détecter ou à interpréter ( corps d’épreuve)
  • l’autre relative à la mise en forme et à la transmission de l’information vers la fonction traitement (élément sensible du capteur)
Exemple : Pressostat du lave linge


  • Phénomène physique : Niveau d'une colonne d'eau



  • Phénomène saisi : Pression d'air dans la colonne


  • Image informationnelle : Contact "sec"

    Pressostat





4. CAPTEURS ET SIGNAUX TRANSMIS

Au delà du simple capteur à contact et à commande mécanique, il existe un grand nombre de modèles afin de répondre aux multiples problèmes posés .
On distingue tout d’abord les capteurs par le type de signal qu’ils transmettent.

Signal Tout Ou Rien

Ce sont les capteurs les plus répandus en automatisation courante :
Capteur à contacts mécaniques, détecteurs de proximité, détecteur à distance ...,
Ils délivrent un signal binaire (0 ou 1) dit tout ou rien
Les détecteurs


 




Signal analogique
Les capteurs analogiques traduisent des valeurs de positions, de pressions, de températures ... sous forme d'un signal (tension ou courant) évoluant constamment entre deux valeurs limites .



Les capteurs





Signal numérique

Les capteurs numériques transmettent des valeurs numériques précisant des positions, des pressions,..., pouvant être lus :


  • soit en parallèle sur plusieurs conducteurs
  • soit en série sur un seul conducteur .
les codeurs





4.1 LES DETECTEURS DE POSITION

Les capteurs mécaniques de position, appelés aussi interrupteurs de position, sont surtout employés dans les systèmes automatisés pour assurer la fonction détecter les positions. On parle aussi de détecteurs de présence.

 Ils sont réalisés à base de micro contacts placés dans un corps de protection et muni d'un système de commande ou tête de commande                                                       

Domaines et types d'utilisation :

Les plus significatifs se rencontrent dans la mécanique et la machine-outil (usinage, manutention, levage,. . .), dans l'agroalimentaire et la chimie (conditionnement, emballage, etc.) sur des types d'applications relevant de :


  • - la détection de pièces machines (cames, butées, pignons...)



  • - la détection de balancelles, chariots, wagons,



  • - la détection directe d'objets, etc.


Principe :





C'est un commutateur, commandé par le déplacement d'un organe de commande ( corps d'épreuve ).
Lorsque le corps d'épreuve est actionné, il ouvre ou ferme un contact électrique solidaire du corps d'épreuve
De nombreux modèles peuvent être associés au corps : tête à mouvement rectiligne, angulaire ou multidirection associée à différents dispositifs d'attaque (à poussoir, à levier, à tige, etc.).
La tête de commande et le dispositif d'attaque sont déterminés à partir de :

  •  La forme de l'objet : came 30°, face plane, forme quelconque, etc.


  •  La trajectoire de l'objet : frontale, latérale, multidirectionnelle, etc.


  •  La précision de guidage.
                                                                                                                                                                   


La gamme des interrupteurs de position est très étendue










 
 
Unité "T"
   
Le mouvement de rotation recueilli par l'arbre de sortie d'un moteur électrique, ainsi que le mouvement de translation que permet la tige de sortie d'un vérin pneumatique n'est pas toujours bien adapté pour agir directement sur la matière d'œuvre d'un système automatisé.

Pour agir correctement, il faut alors transmettre ces mouvements en les adaptant en changeant la vitesse ou le sens ou la nature de mouvement, etc.
Normalement "Transmettre" est une fonction de la chaîne d'énergie. Mais, vu son importance, une unité appelée "Unité T" lui est réservée.


 
Unité "PE"  




Le projet encadré est élaboré par les élèves qui sont mis en situation de responsabilité dans la conduite d’une réalisation.
A partir d’un thème qui propose une problématique large fortement ancrée sur le contenu du programme, les élèves avec l’aide des enseignants, déterminent
des sujets précis qui s’articulent sur les principaux axes du programme. Ce

travail, mené en petits groupes et encadré par les enseignants, aboutit à une réalisation concrète qui peut prendre des formes diverses, et fait l’objet, au moment de l’évaluation d’une communication orale


Analyse fonctionnelle                    COUR                       EXERCICES1/EXERCICES2/EXERCICES3

 

cycle de Baccalaureat
sciences et technologies electriques





              Programme calculatrice de masque / réseau très pratique  : cliquer ici
 Autres ressources en complément éventuel du cours :
Principe du
dns, principe protocole ARP, techniques attaque de réseau, divers

Exercices 1ere Si pousse seringue .

Exercices vacances Oct TS SI
(répertoire avec fichiers word à télécharger)

Exo divers : Fiche T1 - Fiche T2 - Fiche T3
Corrections : Fiche T1 - Fiche T2 - Fiche T3
(note : Fiche T2 et T3 ancien programme de TI)





LES SYSTEMES DE LA SECTION S