CNC 2010 TSI Physique I : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Physique I du Concours National Commun (CNC), Maroc, session 2010, filière TSI, en 4 heures. Thème : Conversion de l'énergie solaire en électricité : unité dish-stirling, alternateur et cellules photovoltaïques.

Lire le sujet 8 pages · sujet sans corrigé, reproduit sans retouche−+Télécharger le PDF (0,2 Mo)

Ce que traite le sujet, partie par partie

• 1re partie, 1.1 : miroir parabolique et absorbeur. Miroir modélisé par un miroir sphérique dans l'approximation de Gauss : foyer et image du Soleil. Puissance captée, rayon de l'absorbeur pour un facteur de concentration donné et sa position, bilan de puissance avec la loi de Stefan et puissance transmise au moteur.
  À revoir : Optique géométrique et formation des images, Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur
• 1re partie, 1.2 : le moteur Stirling. Cycle réversible à deux isothermes et deux isochores avec régénérateur, tracé dans le diagramme de Clapeyron. Transferts thermiques, travail par cycle, rendement théorique, puis rendement et puissance du moteur réel comparés à la puissance reçue de l'absorbeur.
• 2e partie, 2.1 : principe de la conversion électromécanique. Cadre de N spires tournant dans un champ uniforme : flux, force électromotrice et courant dans une charge résistive. Moment des forces de Laplace, théorème du moment cinétique, puis comparaison de la puissance mécanique moyenne et de la puissance électrique.
  À revoir : Conversion électromécanique : machine à courant continu, Régime sinusoïdal forcé, Dynamique des solides et des systèmes : principe fondamental, stratégie d'isolement, équilibrage dynamique
• 2e partie, 2.2 : adaptation d'impédance. Second cadre décalé d'un quart de tour formant un alternateur diphasé. Schéma équivalent de la source et de la charge, puissance moyenne délivrée et conditions pour qu'elle soit maximale.
  À revoir : Régime sinusoïdal forcé, Circuits électriques dans l'ARQS
• 3e partie : production d'énergie électrique par l'effet photovoltaïque. Caractéristiques courant-tension d'un panneau pour trois éclairements, relevées avec une résistance variable. Puissance maximale et point de fonctionnement, puis modélisation par une loi fournie : courant de court-circuit, tension à vide et paramètres du modèle.
  À revoir : Circuits électriques dans l'ARQS, Fonctions usuelles et lecture des graphes, Alimentation en énergie et stockage de l'énergie
• 3e partie, 3.4 : branchement sur une charge. Point de fonctionnement du panneau couplé à un ventilateur résistif, puissance reçue et rendement. Charge d'une batterie : grandeurs de la batterie, puissance au début de la charge comparée à la puissance maximale, capacité et durée de charge.
  À revoir : Alimentation en énergie et stockage de l'énergie, Circuits électriques dans l'ARQS, Fonctions usuelles et lecture des graphes
• 3e partie, 3.5 : associations de panneaux solaires. Dimensionnement d'une centrale : nombre de cellules, tension de branches en série, intensité de branches en parallèle, puissance et rendement de l'ensemble. Résistance d'utilisation optimale comparée à celle d'une cellule.
  À revoir : Alimentation en énergie et stockage de l'énergie, Circuits électriques dans l'ARQS

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Optique géométrique et formation des images
• Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur
• Conversion électromécanique : machine à courant continu
• Régime sinusoïdal forcé
• Dynamique des solides et des systèmes : principe fondamental, stratégie d'isolement, équilibrage dynamique
• Circuits électriques dans l'ARQS
• Fonctions usuelles et lecture des graphes
• Alimentation en énergie et stockage de l'énergie

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