CNC 2015 TSI Physique II : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Physique II du Concours National Commun (CNC), Maroc, session 2015, filière TSI. Thème : Étude d'un capteur capacitif et d'une chaîne de mesure du niveau d'un liquide.

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Ce que traite le sujet, partie par partie

• Partie 1 : champ électrostatique d'un système de deux plans conducteurs. Symétries et invariances, équation de Maxwell-Gauss et champ d'un plan chargé, puis champ et potentiel de deux plans de charges opposées avec les tracés correspondants.
• Partie 2 : condensateur plan. Conducteur en équilibre, effets de bord, charge et capacité du condensateur plan. Lame diélectrique entre les armatures : rôle pratique, polarisation et capacité obtenue, avec vérification des cas limites.
  À revoir : Circuits électriques dans l'ARQS
• Partie 3 : charge lente du condensateur plan. Charge à travers une résistance et bilan d'énergie entre générateur, condensateur et effet Joule. Équations de Maxwell, courant de déplacement, champ magnétique entre les armatures, vecteur de Poynting et énergie entrée dans le condensateur.
  À revoir : Régimes transitoires, Équations différentielles linéaires du premier ordre
• Partie 4 : condensateur en régime sinusoïdal forcé. Champs électrique et magnétique entre les armatures, densités d'énergie et condition pour négliger l'énergie magnétique, domaine de fréquence de l'approximation et flux du vecteur de Poynting.
  À revoir : Régime sinusoïdal forcé
• Partie 5 : application, capteur capacitif. Condensateur partiellement plongé dans un liquide isolant : association de deux capacités et capacité affine en fonction de la hauteur du liquide.
  À revoir : Circuits électriques dans l'ARQS
• Partie 6 : mesure du niveau d'un liquide dans un réservoir. Chaîne d'acquisition complète : astable à amplificateur opérationnel, mise en forme par diode Zener, monostable commandé par la capacité du capteur et filtre passe-bas qui extrait la valeur moyenne. Échantillonnage et numérisation par un convertisseur 8 bits, quantum et incertitude sur la hauteur mesurée.
  À revoir : Oscillateurs électroniques, Électronique numérique, Signaux périodiques et filtrage linéaire, Mesures et incertitudes

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Circuits électriques dans l'ARQS
• Régimes transitoires
• Équations différentielles linéaires du premier ordre
• Régime sinusoïdal forcé
• Oscillateurs électroniques
• Électronique numérique
• Signaux périodiques et filtrage linéaire
• Mesures et incertitudes

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