Centrale-Supélec 2023 PSI Physique-chimie 2 : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Physique-chimie 2 du Concours Centrale-Supélec, France, session 2023, filière PSI, en 4 heures. Thème : Applications des propriétés magnétiques et électriques de matériaux : transformateur miniaturisé, transformateur piézoélectrique, capteur fluxgate.

Ce que traite le sujet, partie par partie

• Partie I : le transformateur miniaturisé. Résistance d'un enroulement de cuivre, impédancemètre à ALI et mesure de l'inductance sur des oscillogrammes, capacité de couplage entre enroulements et courant parasite. Matériau magnétique : moment magnétique atomique dans le modèle de Bohr, aimantation de saturation, champs H et B dans un tore de mesure, impédance, perméabilité complexe, cycle B(H) et puissance dissipée.
• Partie II : le transformateur piézoélectrique. Champ entre deux faces chargées, structure multicouche et rapport de transformation. Propagation d'une déformation longitudinale dans un barreau : équation de propagation, réflexion à une extrémité libre, fréquences de résonance, modèle dissipatif et relation de dispersion, analyse de simulations de puissance, de tension et de rendement en fonction de la résistance de charge.
• Partie III : mesures de champs magnétiques avec un capteur Fluxgate. Champ d'excitation dans un barreau ferromagnétique doux, tension de mesure en domaines linéaire et saturé à partir d'une courbe M(H), graphes à compléter sur document réponse, effet d'un champ extérieur. Exploitation d'une analyse spectrale obtenue par transformée de Fourier discrète, champ démagnétisant et plus petit champ détectable.

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Amplificateur linéaire intégré
• Régime sinusoïdal forcé
• Propagation d'un signal
• Filtrage linéaire
• Électronique numérique
• Circuits électriques dans l'ARQS
• Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur
• Fonctions usuelles et lecture des graphes

Chaque chapitre a son cours, ses méthodes, ses pièges et des exercices corrigés. L'essai gratuit donne accès aux chapitres offerts de ta filière.