Prepa HelpCNC 2013 TSI Physique II : sujet en PDF
Sujet de l'épreuve de Physique II du Concours National Commun (CNC), Maroc, session 2013, filière TSI. Thème : Four à induction : champ d'une bobine, courants de Foucault et alimentation de l'inducteur.
Ce que traite le sujet, partie par partie
- I. Champ magnétique créé par une spire en un point de son axe. Symétries, expression du champ en fonction de l'angle sous lequel on voit la spire, graphe sur l'axe et lignes de champ.
- II. Champ magnétique d'une bobine cylindrique de longueur finie. Intégration des contributions des spires élémentaires, champ exprimé avec les deux angles extrêmes, limite de la bobine infinie et rapport a/H pour une précision donnée.
- III. Champ magnétique d'une bobine cylindrique de longueur infinie. Symétries et invariances, théorème d'Ampère à l'intérieur et à l'extérieur, inductance propre et modèle de nappe de courant.
- IV. Champ magnétique d'une bobine infinie parcourue par un courant variable. Loi de Faraday et causes de variation du flux, champ électrique induit orthoradial obtenu par la forme intégrale de Maxwell-Faraday.
- V. Application : four à induction. Approximation des régimes quasi stationnaires, courants de Foucault dans un barreau, puissance Joule moyenne, influence de la fréquence et du feuilletage, champ créé par les courants induits et effet de peau.
- VI. Détermination expérimentale de l'inductance et de la résistance de la bobine d'un four à induction. Circuit RLC série et branchement de l'oscilloscope, recherche de la résonance en intensité, calcul de L et de la résistance de la bobine, effet de la résistance interne du GBF.
- VII. Étude de l'alimentation du four à induction. Charge inductive compensée par un condensateur et alimentée par une tension créneau : spectre, valeurs efficaces et impédances pour les harmoniques 1 et 3, courant pratiquement sinusoïdal et puissance active.
Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet
- Calcul infinitésimal du physicien : dérivées et différentielles
- Régime sinusoïdal forcé
- Circuits électriques dans l'ARQS
- Signaux périodiques et filtrage linéaire
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