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1 Identifier des fonctions techniques (p. 117)1. La fonction technique assurée par ces éléments est la fonction « direction ».2. Les composants qui participent à la fonction technique « propulser » sont le moteur, la courroie

et la roue.3. Une autre fonction technique assurée par l’objet est « freiner ».

Entraînement

QCM1 Un objet technique est constitué

d’éléments qui assurent : des fonctions techniques des principes techniques

2 Plusieurs composants peuvent constituer une solution technique.

Vrai Faux

3 Laquelle des propositions suivantes correspond à une fonction technique ?

Amortir les chocs Amortisseur

4 Un matériau est une matière d’origine uniquement artificielle.

Vrai Faux

5 Les matériaux plastiques sont de bons conducteurs.

Vrai Faux

6 Les matériaux métalliques conduisent facilement la chaleur.

Vrai Faux

7 « Le verre est un matériau recyclable à l’infini. » De quelle propriété est-il question ?

la dureté la capacité de valorisation la durée de vie

8 L’énergie extérieure au système, à partir de laquelle l’objet réalise sa fonction, s’appelle :

l’énergie d’apport la source d’énergie

9 Une chaîne d’énergie est : un schéma représentant la circulation et

la transformation de l’énergie dans un système

un regroupement de pièces solidement fixées les unes aux autres

10 L’énergie d’un système peut être pilotée par une information.

Vrai Faux

11 Comment nomme-t-on l’ensemble des fonctions représentant le flux d’information ?

La suite d’informations La chaîne d’information

Chapitre 7 Analyser le fonctionnement et la structure d’un objet technique

357 Analyser le fonctionnement et la structure d’un objet technique

© Nathan – 2016

2 Associer fonctions techniques et solutions techniques (p. 117)1. Extrait de la représentation fonctionnelle du portail (Doc 2) complété :

Fonctionattendue

Ouvrir/fermerle portail

Fonctionstechniques

Générerle mouvement

Transmettrele mouvement

au portail

Bielle moteur/Bielle de porte/

Fixation

CharnièreAssurer

le guidagedu portail

Came/Capteurde portail ouvert

Détecter l’ouverture du

portail

Moteur

Solutionstechniques

2. La fonction technique est assurée par la came et le capteur de portail ouvert (ajout sur schéma cf. Doc ci-dessus).

3 Associer fonctions techniques et solutions techniques (p. 118)Représentation fonctionnelle (Doc 5) complétée :

Fonctionattendue

Arroserle jardin

Fonctionstechniques

Se raccorder auréseau

Autoriser l’arrivéed’eau

Vanne

Commanderl'arrosage

Programmateur

CâbleTransmettreles ordres

ÉlectrovanneDistribuerl’eau

TuyauFaire circulerl’eau

AsperseurRépandre l’eaudans une zone

du jardin

Manchon deraccordement

Solutionstechniques

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4 Associer fonctions techniques et solutions techniques (p. 119)1. Représentation fonctionnelle (Doc 8) complétée :

GyrophareÉmettre unsignal visuel

Fonctionattendue

Assurer lasurveillancede la maison

Fonctionstechniques

Mettre en veilleà distance

Détecterl’ouvertured’une issue

Capteurpériphérique

Mettre en veilleou couper sur place

Clavier

Capteurvolumétrique

Détecter laprésence d’une

personne

CentraleTraiterles informations

SirèneAlerter levoisinage

Prisetéléphonique

Lancer unappel

téléphonique

Télécommande

Solutionstechniques

2. Cf. Doc ci-dessus.

5 Définir les propriétés des matériaux (p. 119)a) Capacité à se transformer au contact de l’oxygène : oxydabilitéb) Capacité d’un matériau à résister à la pression exercée par un poinçon : duretéc) Capacité d’un matériau à être mis en forme: aptitude au façonnaged) Rapport entre la masse volumique d’un matériau et celle de l’eau : densitée) Capacité à se laisser traverser par un courant électrique : conductivité électriquef) Capacité d’un matériau à résister à un effort de traction : résistance à la ruptureg) Capacité à transmettre la chaleur : conductivité thermique

6 Tester les propriétés des matériaux (p. 120)Propriété révélée pour :• le test 1 (Doc 9) : dureté ;• le test 2 (Doc 10) : conductivité thermique ;• le test 3 (Doc 11) : conductivité électrique ;• le test 4 (Doc 12) : densité ;

377 Analyser le fonctionnement et la structure d’un objet technique

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7 Justifier les propriétés des matériaux (p. 120)a) Choix du cuir pour l’élasticité, l’imperméabilité...b) Choix du polycarbonate pour la facilité de mise en forme, la densité...c) Choix de l’élastomère pour l’élasticité...d) Choix du plexiglas pour la transparence...e) Choix de l’acier pour la résistance à la chaleur (point de fusion élevé)...

8 Caractéristiques des matériaux choisis (p. 121)1 La tôle pour la capacité de mise en forme2 Le titane pour la conductivité électrique et la résistance à l’oxydation3 L’acier inoxydable pour l’inoxydabilité4 Le cuivre pour la conductivité électrique5 Le PVC pour l’aptitude à la mise en forme6 Le caoutchouc pour l’élasticité et l’inoxydabilité7 Le métal + stéatite pour la conductivité électrique et thermique8 L’acier + émail pour l’inoxydabilité et la capacité de mise en forme9 Le polyuréthane pour la capacité d’isolation thermique

9 Déterminer des transformations de l’énergie (p. 121)Schémas du Doc 16 complétés :

Énergie lumineuse

Énergie thermique

Énergie mécanique

Source d’énergiesolaire

Source d’énergieélectrique

Source d’énergiefossile

10 Déterminer des transformations de l'énergie (p. 122)Fonctionnement de l’objet : En faisant tourner la manivelle, l’utilisateur délivre l’énergie musculaire qui est la source d’énergie du système.La manivelle convertit l’énergie musculaire en énergie mécanique. Le jeu d’engrenages multiplie le mouvement et le transmet au mini-alternateur. Le mini-alternateur convertit l’énergie mécanique reçue en électricité.Cette énergie est stockée sur des accumulateurs qui alimentent les LEDs.Les LEDs convertissent l’énergie électrique reçue en lumière.

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11 Définir les fonctions du flux d’énergie (p. 122)a) Opération qui consiste à conserver l’énergie en vue de la restituer : stockerb) Opération qui consiste à modifier la forme de l’énergie : convertirc) Opération qui consiste à fournir l’énergie au système : alimenterd) Opération qui consiste à transmettre l’énergie en quantité désirée ou sous condition définie : distribuere) Opération qui consiste à diffuser l’énergie : transmettre

12 Déterminer les transformations d’énergie dans un système (p. 122 et 123)

a) Fonction : Alimenter ;Entrée : énergie solaire ; Sortie : énergie électrique

b) Fonction : Distribuer ;Entrée : énergie électrique ; Sortie : énergie électrique

c) Fonction : Stocker;Entrée : énergie électrique ; Sortie : énergie électrique

d) Fonction : Alimenter ;Entrée : énergie éolienne ; Sortie : énergie électrique

e) Fonction : Convertir ;Entrée : énergie électrique ; Sortie : énergie lumineuse

f) Fonction : Transmettre ;Entrée : énergie électrique ; Sortie : énergie électrique

13 Construire la chaîne d’énergie (p. 123)Chaîne d’énergie (Doc 21) complétée :

Alimenter Distribuer Convertir Transmettre

Batterie Variateur devitesse

Accélérateur

Moteur Réducteurarbre de

transmission

14 Décrire la chaîne d’énergie d’un grille-pain (p. 124)

1. Un courant électrique passe par la bobine qui rougit et grille le pain.2. et 3. Chaîne d’énergie (Doc 23) complétée :

Énergieélectrique

Énergieélectrique

Énergieélectrique

Bouton decommande

Énergiethermique

Énergiethermique

DistribuerAlimenter

Prise secteur Circuittemporisateur

Résistancechauffante

Diffuseur

Convertir Transmettre

397 Analyser le fonctionnement et la structure d’un objet technique

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15 Décrire le flux d’énergie dans un système (p. 124)Chaîne d’énergie (Doc 25) complétée :

ALIMENTERStocker Transmettre Convertir Distribuer Transmettre

Thermostat

Circulateur RadiateurBrûleurVis sans !n

Chaudière

Silo

Bois Air chaud

16 Définir les fonctions de la chaîne d’information (p. 125)a) Fonction consistant à envoyer des signaux à destination des actionneurs ou des utilisateurs :

communiquer/transmettre.b) Fonction consistant à gérer les informations provenant des capteurs et à effectuer des opérations afin de

les communiquer : traiter.c) Fonction consistant à recueillir les informations extérieures et les consignes des utilisateurs : acquérir.

17 Identifier les grandeurs d’entrée et de sortie des éléments (p. 125)

1. et 2. Cf. schéma ci-dessous.

Cellulephotoélectrique

Entréelumière

Sortiesignal électrique

Entréesignal électrique

Sortiesignal électrique

Entréesignal électrique

Sortieson

Sortie Signalélectrique traitéCircuit intégré

Transducteurpiézo-électrique

Entréeaction manuelle

Bouton-poussoir

18 Décrire la chaîne d’information d’un objet connecté (p. 125 et 126)

Chaîne d’information (Doc 29) complétée :

Acquérir

Humidité,Luminosité

Taux d’engraisTempérature

Capteurs

Traiter

Puce de traitement

TransmettreDonnées

Émetteur Bluetooth

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19 Décrire la chaîne d’information d’un système automatisé (p. 126 et 127)

1. a) Information provenant de la chaîne d’énergie (position du store : sorti ; rentré) : 3b) Événement extérieur (vitesse du vent, luminosité) : 2c) Consignes données par l’utilisateur (commande manuelle du store) : 1d) Informations communiquées à l’utilisateur (signal lumineux) : 5e) Ordres de rentrer ou sortir le store : 4

2. Chaîne d’information (Doc 31) complétée :

Acquérir

3

2

1

Capteurs de positionCellule photoélectriqueAnémomètreBoutons de commande

Boitier électronique Voyant Câble

TraiterCommuniquerTransmettre

Chaîne d’information

Chaîne d’énergie

TRAVAIL

5

4

3. Il se rapporte au bloc : acquérir.

20 Décrire le comportement d’un objet (p. 127)Doc 32 complété :

Présence de la personne

Absence de la personneTemps

Temps

Temps

Luminosité forte

Luminosité faible

Luminosité nulle

Lampe allumée

Lampe éteinte

té nulle

allumée

éteinte

sonne

é forte

faible

417 Analyser le fonctionnement et la structure d’un objet technique

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21 Décrire le comportement d’un système (p. 128)1. Le chauffage se met en marche en dessous de 19 °C.2. Le chauffage se coupe à partir de 21 °C.3. Chronogramme (Doc 33) complété :

Température

Chauffage

19°

21°

Marche

Arrêt

Temps

Temps

Algorigramme (Doc 34) complété :

Activer le chauffage

Début

Arrêter le chauffage

Température< 19°

Température> 21°C

Non

Non

Oui

Oui

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22 Analyse du fonctionnement d’un portail automatisé (p. 129 et 130)

1. L'élément qui permet d'obtenir un mouvement de rotation est le moteur.2. Le moteur est alimenté en énergie grâce aux accumulateurs.3. L’élément qui permet d’inverser le sens d’alimentation suivant les ordres transmis est le module

de commande du moteur.4. Le mouvement de rotation est transformé en mouvement de translation grâce au système

Pignon/Crémaillère.Les pièces qui participent à la solution technique sont le pignon et la crémaillère.

5. Représentation fonctionnelle (Doc 36) complétée :

Fonctionattendue

Mettreen mouvement

le portail

Fonctionstechniques

Alimenter enénergie

Distribuerl’énergie au

moteur

Modulemoteur

MoteurGénérer le

mouvement duportail

Pignon/Crémaillère

Transmettre lemouvement au

portail

Accumulateurs

Solutionstechniques

6. Le portail s’arrête en fin de course car la position ouverte du portail est détectée par le contact gauche.7. Le fonctionnement du portail est géré par le boîtier de commande.8. Les déplacements du portail sont signalés grâce au voyant de signalisation.9. Les consignes sont délivrées avec le smartphone.10. Schéma Doc 37 :

a) Manipulationb) Code transporté par onde électromagnétiquec) Signal électrique codé.

Vers le Brevet

437 Analyser le fonctionnement et la structure d’un objet technique

© Nathan – 2016

11. Chaîne d’énergie et chaîne d’information (Doc 38) complétées :

Consigne

Événement

Contact gaucheet contact droit

RécepteurBluetooth

Boîtier decommande Voyant

Accumulateurs Module moteur Moteur Pignon/Crémaillère

Alimenter Distribuer Convertir Transmettre

CommuniquerTraiter

Odres

Acquerir

Informationvers l’utilisateur

12. Pour éviter ce problème, il aurait fallu que le matériau soit résistant aux efforts.13. On pourrait inscrire cet élément dans le bloc acquérir.

23 Analyse du fonctionnement d’un robot explorateur (p. 131 à 133)1. Représentation fonctionnelle (Doc 43) complétée :

Fonctionattendues

Piloterle robot

Assurerle déplacement

Permettre aurobot d’évoluer sur

les lieux

Fonctionstechniques

Délivrerles consignes

Recevoirla consigne

Recepteurinfrarouge

Capteurultrasons

Mesurerune distance

MicrocontrôleurTraiterles informations

Piste de circuitimprimé

Transmettreles informations

Alimenteren énergie Accumulateurs

Circuit depuissance

Commanderles actionneurs

MoteurGénérerle mouvement

Roue/ChenilleTransmettrele mouvement

Télécommande

Solutionstechniques

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2. Représentation (Doc 44) complété :

Acquérir

Acquérir

Traiter Transmettre

Microcontrôleur Pistesde circuit imprimé

Récepteur infrarouge

Présenced’une cible

Commande manuelle Ordres

Alimenter Distribuer Distribuer Convertir Transmettre

Roues/ChenillesMoteurCircuit depuissance

Interrupteur

3. Propriété du matériau choisi pour la pièce 11 : élasticité.4. Fonctionnement de la caméra :

L’appui sur la touche de la télécommande enclenche la mise en marche de la caméra qui reste en marche si on relâche la touche.Si on appuie une nouvelle fois, la caméra s’éteint et ainsi de suite.

Il n'y a pas de corrigés-types pour cette partie, mais parfois des pistes ou directions à prendre.

24 Amortisseurs (p. 134)Propriété requise pour le matériau : élasticité.Exemple de protocole de test permettant de vérifier cette propriété : prendre un ressort métallique et mesurer sa hauteur. Exercer une force en lui appliquant une masse dont la valeur est connue. Mesurer sa déformation à l’aide d’un réglet. Retirer la masse et mesurer à nouveau. La longueur initiale doit être retrouvée.

25 Le podomètre (p. 134)Chaîne d’informations d’un podomètre :

Mouvements (pas)Acquérir

Accéléromètrebouton mise en marche

Puce detraitement

Écran

Traiter CommuniquerAf!chage

du nombrede pasConsigne

Pour aller plus loin

457 Analyser le fonctionnement et la structure d’un objet technique

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26 La domotique (p. 134)Exemple de comportement de l’installation :

Début

Bouton absenceactionné

Oui

Non

Arreter le programmede simulation

Lancer le programmede simulation

Chronogrammes du fonctionnement du programme de simulation :

Luminosité

Volets

Clarté

Obscurité

Ouverts

Fermés

2h 4h 6h 8h 10h 12h 14h 16h 18h 20h 22h 24h

2h 4h 6h 8h 10h 12h 14h 16h 18h 20h 22h 24h

Lampe 1

Allumée

Éteinte2h 4h 6h 8h 10h 12h 14h 16h 18h 20h 22h 24h

Lampe 2

Allumée

Éteinte2h 4h 6h 8h 10h 12h 14h 16h 18h 20h 22h 24h