UNIVERSITE DE DAKAR - BACCALAUREAT DE L’ENSEIGNEMENT DU SECOND DEGRE TECHNIQUE
Durée : …… 04 H Epreuve
MESURES & ESSAIS
Série : T2
Coefficient : 03 1er Groupe
Feuille 1/2 Code : 15 T 17 A 01
Sujet N°1 : AMPLIFICATEUR A TRANSISTOR BIPOLAIRE
Influence de RE sur l’amplification en tension AV A l’intention de tous les correcteurs, surveillants et candidats des épreuves de Mesures et Essais.
1. L’épreuve dure 4 heures au total (préparation, manipulation et compte rendu). 2. La préparation nécessite l’usage d’un papier carbone. L’original est obligatoirement remis au correcteur
avant que le candidat ne commence la manipulation proprement dite. 3. La préparation est prévue pour 1 heure, à titre indicatif. Si un candidat finit sa préparation avant le temps
imparti à titre indicatif, il est autorisé à commencer la manipulation. 4. Le candidat, à la fin de la préparation rend l’original et garde la copie au carbone pour toute la durée de la
manipulation. 5. La partie manipulation de l’épreuve n’est remise au candidat que si et seulement s’il rend l’original de la
préparation. Le candidat à la fin de l’épreuve (préparation, manipulation et compte rendu) doit obligatoirement rendre la copie au carbone
de la préparation, le compte rendu de la manipulation et le sujet dans son intégralité.
I/ Préparation : 1h
I-1 Etude statique
I-1-1 Donner à partir du montage ci-dessus le schéma permettant l’étude statique de cet étage
amplificateur ; et préciser les rôles de R1, R2 et Rc.
I-1-2 En utilisant les hypothèses sur le transistor ; déterminer par application du théorème de
Thévenin IBO, ICO et VCEO pour β = 100, VBEO = 0,65 V et E = 10 V.
R1= Orange Blanc Orange Or, R2= 5,6 k Ω, Rc = Marron Noir Noir Marron Rouge et RE = 100 Ω.
I-2 Etude dynamique
I-2-1 Le transistor est utilisé en émetteur commun, expliquer. Justifier pourquoi le montage est dit
amplificateur de puissance.
Préciser la nature et le rôle de CE et CS.
I-2-2 Rappeler le schéma équivalent simplifié d’un transistor bipolaire.
I-2-3 Donner le schéma équivalent dynamique de cet étage amplificateur en supposant que RE est
court – circuité.
I-2-4 Rappeler les expressions de l’amplification en tension Av et de l’amplification en courant Ai.
IC
IB
IE
CS
R1 RC
R2
E
CE
Ve Vs
RE
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Durée : …… 04 H Epreuve
MESURES & ESSAIS
Série : T2
Coefficient : 03 1er Groupe
Feuille 2/2 Code : 15 T 17 A 01
Sujet N°1 : AMPLIFICATEUR A TRANSISTOR BIPOLAIRE
Influence de RE sur l’amplification en tension AV
REMARQUE
1- Cette deuxième partie de l’épreuve appelée manipulation n’est remise au candidat que si et seulement s’il rend l’original de la préparation.
2- Le candidat à la fin de l’épreuve (préparation, manipulation et compte rendu) doit obligatoirement rendre la copie au carbone de la préparation, le compte rendu de la manipulation et l’intégralité du sujet.
II/ Manipulation : 3 h
II-1 Pour K ouvert,
II-1-1 Régler Vemax à 50mV et f = 1 kHz puis relever ve(t) et vs (t), en déduire Av et le déphasage.
Conclure.
II-1-2 En gardant f constante, faire varier ve et déterminer la valeur limite de Vemax pour que vs reste dans
la zone de linéarité (garde une forme sinusoïdale).
II-2 Fermer K,
II-2-1 Garder Vemax = 50 mV et f = 1 kHz puis relever ve (t) et vs (t), en déduire A’v et le déphasage
Conclure.
II-2-2 En gardant f constante, faire varier ve et déterminer la valeur limite de Vemax pour que vs reste dans
la zone de linéarité.
Comparer et conclure.
Matériel
01 transistor 2N 1711 ou équivalent
01alimentation continue 12 V
01 résistance R1= 39 kΩ 1W
01 résistance R2 = 5,6 kΩ 1W
01 résistance Rc = 1,2 kΩ 1W
01 résistance RE = 100 Ω 1W
01 condensateur C1 = 0,1µF
01 condensateur C2 = 0,2µF
01 condensateur CE = 0,2µF
01 GBF + 1 boîte AOIP x 100
01 oscilloscope bicourbe
02 feuilles copies double
01 papier millimétré
02 feuilles de brouillon
01 papier carbone
K
CE
C2
R1 RC
R2
E
C1
ve vs
RE
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Durée : …… 04 H Epreuve
MESURES & ESSAIS
Série : T2
Coefficient : 03 1er Groupe
Feuille N° 1/2 Code : 15 T 17 A 01
SUJET N° 2 : REDRESSEMENT AVEC FILTRAGE
A l’intention de tous les correcteurs, surveillants et candidats des épreuves de Mesures et Essais.
1. L’épreuve dure 4 heures au total (préparation, manipulation et compte rendu). 2. La préparation nécessite l’usage d’un papier carbone. L’original est obligatoirement remis au correcteur
avant que le candidat ne commence la manipulation proprement dite. 3. La préparation est prévue pour 1 heure, à titre indicatif. Si un candidat finit sa préparation avant le temps
imparti à titre indicatif, il est autorisé à commencer la manipulation. 4. Le candidat, à la fin de la préparation rend l’original et garde la copie au carbone pour toute la durée de la
manipulation. 5. La partie manipulation de l’épreuve n’est remise au candidat que si et seulement s’il rend l’original de la
préparation. Le candidat à la fin de l’épreuve (préparation, manipulation et compte rendu) doit obligatoirement rendre la copie au carbone
de la préparation, le compte rendu de la manipulation et le sujet dans son intégralité.
I Préparation (1h)
I-1 Que représente le montage ci-dessous ?
I-2 Identifier les différentes parties du schéma bloc ci-dessus en précisant le ou (les) composant(s) pour
réaliser chaque fonction.
I-3 Donner le schéma de principe du redressement monophasé double alternance par pont de Graëtz
(débit sur une résistance R).
I-4 Donner l’expression des différentes valeurs caractéristiques du signal redressé Usmax, Usmoy, Useff, F, Ω et
f’ (fréquence) pour une charge résistive. (Débit sur R).
I-4-1 Usmax = la valeur maximale de la tension redressée.
Usmoy = la valeur moyenne de la tension redressée.
Useff = la valeur éfficace de la tension redressée.
F = le facteur de forme de la tension redresssée.
Ω = le taux d’ondulation de la tension redressée.
f’ = la fréquence.
La suite de l’étude concerne le filtrage.
I-5 Rappeler l’objectif attendu du filtrage.
I-6 Expliquer sommairement le principe du filtrage.
I-7 Donner l’expression de la tension moyenne dans le cas d’une charge R//C.
Les diodes sont supposées idéales.
ve
Uc
OV
US
C C2
E M
S
C1
F
T
~
-
220 V
50 Hz
Bloc 1 Bloc 2 Bloc 3 Bloc 4 Bloc 5
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Durée : …… 04 H Epreuve
MESURES & ESSAIS
Série : T2
Coefficient : 03 1er Groupe
Feuille N° 2/2 Code : 15 T 17 A 01
SUJET N° 2: REDRESSEMENT AVEC FILTRAGE
REMARQUE
1- Cette deuxième partie de l’épreuve appelée manipulation n’est remise au candidat que si et seulement s’il rend l’original de la préparation.
2- Le candidat à la fin de l’épreuve (préparation, manipulation et compte rendu) doit obligatoirement rendre la copie au carbone de la préparation, le compte rendu de la manipulation et l’intégralité du sujet.
II/ Manipulation (3h)
II-1 Proposer puis réaliser le câblage du montage permettant d’étudier le redressement monophasé double
alternance par pont de (Graëtz débit sur une résistance en parallèle avec un condensateur R//C).
II-2 Mesurer les valeurs moyenne et efficace de la tension us(t) aux bornes de la résistance R.
En déduire F et .
II-3 Placer successivement en parallèle avec R chacun des condensateurs mis à votre disposition et
relever sur papier millimétré les différents oscillogrammes de uc(t) aux bornes de R//C.
En déduire pour chacun des condensateurs mis à disposition les valeurs de :
Ucmax, Ucmin, Uceff,
ΔUc = Ucmax -Ucmin,
Ucmoy = Ucmax -2
Uc=
2
minmax UcUc
II-4 Calculer F =Ucmoy
Uceff et =
Ucmoy
Uc comparer avec les valeurs trouvées en II-3.
Matériel
01 transformateur 220 / 12 V 1A.
04 diodes 1N 4007.
01 rhéostat 100 Ω 1A.
02 voltmètres.
01 ampèremètre.
03 condensateurs de 100µF, 470µF, 1000µF.
01 oscilloscope bicourbe.
02 feuilles de copie double.
01 feuille de carbone.
02 feuilles de brouillon.
01 papier millimétré.
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Durée : …… 04 H Epreuve
MESURES & ESSAIS
Série : T2
Coefficient : 03 1er Groupe
Feuille N° 1/2 Code : 15 T 17 A 01
Sujet N°3 : STABILISATION DE TENSION
A l’intention de tous les correcteurs, surveillants et candidats des épreuves de Mesures et Essais.
1. L’épreuve dure 4 heures au total (préparation, manipulation et compte rendu). 2. La préparation nécessite l’usage d’un papier carbone. L’original est obligatoirement remis au correcteur
avant que le candidat ne commence la manipulation proprement dite. 3. La préparation est prévue pour 1 heure, à titre indicatif. Si un candidat finit sa préparation avant le temps
imparti à titre indicatif, il est autorisé à commencer la manipulation. 4. Le candidat, à la fin de la préparation rend l’original et garde la copie au carbone pour toute la durée de la
manipulation. 5. La partie manipulation de l’épreuve n’est remise au candidat que si et seulement s’il rend l’original de la
préparation. Le candidat à la fin de l’épreuve (préparation, manipulation et compte rendu) doit obligatoirement rendre la copie au carbone
de la préparation, le compte rendu de la manipulation et l’intégralité du sujet.
I/ Préparation : 1 h
I-1 Donner les schémas de principe de chacun des montages.
I-1-1 Stabilisateur aval de tension.
I-1-2 Stabilisateur amont de tension.
I-1-3 Expliquer leur différence.
I-2 Stabilisation amont par diode Zéner 9,1 V 1,3 W.
I-2-1 Déterminer Izmax puis en déduire la résistance de protection Rp pour une tension d’entrée
Emax = 24 V.
I-2-2 Donner l’expression des tensions d’entrée E1 et E2 respectivement de début et de fin de
stabilisation.
I-2-3 Tracer l’allure de la courbe Us = f (E) ; matérialiser la plage de stabilisation et donner
l’expression du facteur de stabilisation en précisant sa nature.
I-3 Identifier puis compléter le schéma de principe ci-dessous pour réaliser une stabilisation en amont.
I-4 Expliquer le but du montage ci-dessous et puis donner l’expression de la tension de sortie ; justifier sa
constance.
Rp
Rp
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Durée : …… 04 H Epreuve
MESURES & ESSAIS
Série : T2
Coefficient : 03 1er Groupe
Feuille N° 2/2 Code : 15 T 17 A 01
Sujet N°3 : STABILISATION DE TENSION
1- Cette deuxième partie de l’épreuve appelée manipulation n’est remise au candidat que si et seulement s’il
rend l’original de la préparation. 2- Le candidat à la fin de l’épreuve (préparation, manipulation et compte rendu) doit obligatoirement rendre la
copie au carbone de la préparation, le compte rendu de la manipulation et l’intégralité du sujet.
II/ Manipulation : 3 h
II-1 Réaliser en insérant les appareils de mesure adaptés, le câblage du schéma permettant d’étudier la
stabilisation amont par diode Zéner.
II-2 Compléter le tableau de mesure.
E (v) 0 4 7 9 10 12 15 20 25
Us (v)
Iz
II-3 Tracer la courbes Us = f(E). En déduire la plage de stabilisation.
II-4 Calculer le facteur de stabilisation F =E
Us
.
II-5 Reprendre les points II-1/, II-2/ et II-3/ pour le montage stabilisateur à transistor ballast ci-dessous.
II-6 Comparer les résultats obtenus pour les deux (2) montages et conclure.
Matériel
01 diode Zéner 9,1 V 1,3 W.
01 transistor 2N 1711.
01alimentation continue 0 – 30 V.
01 résistance Rp 120Ω 1W.
01 résistance Rc 560 Ω 1W.
01 ampèremètre.
02 voltmètres.
02 feuilles copie double.
01 papier millimétré.
01 papier carbone.
IZ
Rc
Rp
E Us
Rp = 120 Ω , 1W
Rc = 560 Ω 1W
Rp
Rc
Feuille N° 1/2
UNIVERSITE DE DAKAR - BACCALAUREAT DE L’ENSEIGNEMENT DU SECOND DEGRE TECHNIQUE
Coefficient : 03
Durée : …… 04 H Epreuve
MESURES & ESSAIS
Code : 15 T 17 A 01
1er Groupe
Série : T2
SUJET N°4 : REDRESSEMENT SIMPLE ET DOUBLE ALTERNANCE DEBIT SUR
CHARGE RESISTIVE
REMARQUE
A l’intention de tous les correcteurs, surveillants et candidats des épreuves de Mesures et Essais.
1. L’épreuve dure 4 heures au total (préparation, manipulation et compte rendu). 2. La préparation nécessite l’usage d’un papier carbone. L’original est obligatoirement remis au
correcteur avant que le candidat ne commence la manipulation proprement dite. 3. La préparation est prévue pour 1 heure, à titre indicatif. Si un candidat finit sa préparation avant le
temps imparti à titre indicatif, il est autorisé à commencer la manipulation. 4. Le candidat, à la fin de la préparation rend l’original et garde la copie au carbone pour toute la durée
de la manipulation. 5. La partie manipulation de l’épreuve n’est remise au candidat que si et seulement s’il rend l’original de
la préparation. Le candidat à la fin de l’épreuve (préparation, manipulation et compte rendu) doit obligatoirement rendre la copie au
carbone de la préparation, le compte rendu de la manipulation et le sujet dans son intégralité..
I. PREPARATION (1h)
On donne : e(t) tension alternative sinusoïdale, de fréquence f = 50 Hz et d'amplitude Emax = 5 V.
On suppose que les diodes sont parfaites.
ud
e(t) R u(t)
u(t)R
u1
u4
u2
u3
e(t)
D1 D2
D3D4
I-1 Etude du schéma de la figure 1
I-1-1 Quelle est la nature de la grandeur électrique u(t) ?
I-1-2 On suppose que la diode est passante, que vaut ud ? En déduire l’expression de u(t) en
fonction de e(t).
I-1-3 On suppose que la diode est bloquée, que vaut u(t)? En déduire l’expression de ud(t)
en fonction de e(t).
I-1-4 Tracer u(t) et ud(t). Pourquoi le montage est-il appelé redresseur mono-alternance ?
I-2 Etude du schéma de la figure 2
I-2-1 Les diodes D1 et D2 sont-elles à cathode ou à anode commune ?
I-2-2 En déduire sur une période de e(t) les intervalles de conduction des diodes D1 et D2.
I-2-3 Les diodes D3 et D4 sont-elles à cathode ou à anode commune.
I-2-4 En déduire sur une période de e(t) les intervalles de conduction des diodes D3 et D4.
I-2-5 Représenter sur une période e(t) l'allure des tensions e(t), u(t) et u1(t). Justifier
l’appellation du redressement double alternance.
I-2-6 Calculer la valeur moyenne et la valeur efficace de la tension de sortie.
Figure1 Figure2
Feuille N° 2/2
UNIVERSITE DE DAKAR - BACCALAUREAT DE L’ENSEIGNEMENT DU SECOND DEGRE TECHNIQUE
Coefficient : 03
Durée : …… 04 H Epreuve
MESURES & ESSAIS
Code : 15 T 17 A 01
1er Groupe
Série : T2
SUJET N°4 : REDRESSEMENT SIMPLE ET DOUBLE ALTERNANCE DEBIT SUR
CHARGE RESISTIVE
REMARQUE
1- Cette deuxième partie de l’épreuve appelée manipulation n’est remise au candidat que si et seulement s’il rend l’original de la préparation.
2- Le candidat à la fin de l’épreuve (préparation, manipulation et compte rendu) doit obligatoirement rendre la copie au carbone de la préparation, le compte rendu de la manipulation et l’intégralité du sujet.
II. MANIPULATION (3)
II-1. REDRESSEMENT SIMPLE
ALTERNANCE
II-1-1 Réaliser le montage du schéma ci-dessus
en insérant les appareils appropriés pour
mesurer la valeur efficace et la valeur moyenne
u(t). Mesurer la tenson efficace et la tension
moyenne.
II-1-2 Relever en concordance de temps les oscillogrammes de e(t) et u(t).
II-1-3 Intervertir la place de la diode et de la résistance. Relever en concordance de temps les
oscillogrammes de e(t), et ud(t). Que constatez-vous entre u(t) et ud(t) ?
II-2. REDRESSEMENT DOUBLE ALTERNANCE
II-2-1 Réaliser le montage. Relever
l’oscillogramme de e(t). Relever les
oscillogrammes de u(t) et u1(t).
II-2-2 Quel type d’appareil peut-on
utiliser pour mesurer la valeur moyenne
Umoy de la tension de sortie. Mesurer
Umoy, comparer la à la valeur théorique.
II-2-3 Quel type d’appareil peut-on
utiliser pour mesurer la valeur efficace Ueff de la tension de sortie? Mesurer Ueff, comparer
la à la valeur théorique.
II-2-4 Remplacer les diodes 1N4007 par des LED (D1 et D3 par des LED vertes ; D2 et D4
par des LED rouges) et le transformateur par un G.B.F qui délivrera un signal sinusoïdal
d'amplitude 5 V et de fréquence 1 Hz.
II-2-5 Quelles sont les LED qui s'allument et s'éteignent simultanément. Le résultat est-il
conforme à ce qui était prévu ?
Matériels
04 Diodes 1N4007.
01 transformateur 220 V / 12V- 50Hz.
01 voltmètre DC.
01 voltmètre RMS.
2 LED vertes et 2 LED rouges.
01 G.B.F.
01 résistance R = 1kΩ.
01 Oscilloscope
UNIVERSITE DE DAKAR -BACCALAUREAT DE L’ENSEIGNEMENTDU SECOND DEGRE TECHNIQUE
Durée : …… 04 H Epreuve
ESSAIS ET MESURES
Série : T2
Coefficient : 03 1er Groupe
Feuille N° 1/2 Code : 15 T 17 A 01
SUJET N°5 : AMPLIFICATEUR OPERATIONNEL
REMARQUE
A l’intention de tous les correcteurs, surveillants et candidats des épreuves de Mesures et Essais.
1. L’épreuve dure 4 heures au total (préparation, manipulation et compte rendu). 2. La préparation nécessite l’usage d’un papier carbone. L’original est obligatoirement remis au correcteur
avant que le candidat ne commence la manipulation proprement dite. 3. La préparation est prévue pour 1 heure, à titre indicatif. Si un candidat finit sa préparation avant le temps
imparti à titre indicatif, il est autorisé à commencer la manipulation. 4. Le candidat, à la fin de la préparation rend l’original et garde la copie au carbone pour toute la durée de la
manipulation. 5. La partie manipulation de l’épreuve n’est remise au candidat que si et seulement s’il rend l’original de la
préparation. Le candidat à la fin de l’épreuve (préparation, manipulation et compte rendu) doit obligatoirement rendre la copie au carbone
de la préparation, le compte rendu de la manipulation et le sujet dans son intégralité.
I. PREPARATION
Montage inverseur Montage non inverseur
I-1. ETUDE DE LA FIGURE 1
ve(t) : tension sinusoïdale, d’amplitude 1 V, de fréquence 1 kHz.
L’amplificateur opérationnel est supposé parfait et polarisé entre +15 V et -15 V.
I-1-1 Pourquoi R1 et R2 sont-elles traversées par un même courant ?
I-1-2 Déterminer l'expression de vs en fonction de R1, R2 et ve.
I-1-3 Détermination de la limite du fonctionnement linéaire :
Indiquer la condition à réaliser sur Vemax pour que la tension de sortie ne soit pas saturée
(Vsmax = 15 V).
ve gardant l’amplitude 1 V, établir la condition de non-saturation pour le rapport R2 / R1
I-2. ETUDE DE LA FIGURE 2
L'Amplificateur Opérationnel est supposé parfait et polarisé entre +15 V et -15 V.
II-2-1 Déterminer l'expression de vs en fonction de R1, R2 et ve.
II-2-2 Détermination de la limite du fonctionnement linéaire :
Indiquer la condition à réaliser sur Vemax pour que la tension de sortie ne soit pas saturée
(Vsmax = 15 V).
ve gardant l’amplitude 1 V, établir la condition de non-saturation pour le rapport R2 / R1.
UNIVERSITE DE DAKAR -BACCALAUREAT DE L’ENSEIGNEMENTDU SECOND DEGRE TECHNIQUE
Durée : …… 04 H Epreuve
ESSAIS ET MESURES
Série : T2
Coefficient : 03 1er Groupe
Feuille N° 2/2 Code : 15 T 17 A 01
SUJET N°5 : AMPLIFICATEUR OPERATIONNEL
REMARQUE
1- Cette deuxième partie de l’épreuve appelée manipulation n’est remise au candidat que si et seulement s’il rend l’original de la préparation.
2- Le candidat à la fin de l’épreuve (préparation, manipulation et compte rendu) doit obligatoirement rendre la copie au carbone de la préparation, le compte rendu de la manipulation et l’intégralité du sujet.
II. MANIPULATION
II-1. MONTAGE INVERSEUR
II-1-1 Réaliser le schéma de montage de la figure 2 en insérant l’appareil permettant de relever les
oscillogrammes de ve(t) et
vs(t).
II-1-2 Relever les
oscillogrammes de ve(t) et
vs(t) en concordance de
temps pour R2 = 5,6 kΩ et
R1 = 1kΩ.
II-1-2 Pour des valeurs
successives de R2,
compléter le tableau de mesures suivant :
R2(kΩ) 0 3,9 5,6 8,2 12 15 22
vs(V)
Av
II-1-4 Tracer la courbe de gain en tension (s) Av = f (R2).
II-1-3 Distinguer sur la courbe la zone de régime linéaire et la zone de saturation. Conclure.
II-2 . MONTAGE NON INVERSEUR
Réaliser le schéma de montage de la figure 1 en insérant l’appareil permettant de relever les oscillogrammes de
ve(t) et vs(t).
II-2-1 Relever les oscillogrammes de Ve(t) et Vs(t) en concordance de temps pour R2 = 5,6 kΩ et R1 = 1 kΩ.
g Pour des valeurs.
R2(kΩ) 0 3,9 5,6 8,2 12 15 22
Vs(V)
Av
successives de R2 , compléter le tableau de mesures suivantes :
II-2-2 Tracer la courbe Av = f(R2).
II-2-3 Distinguer sur la courbe la zone de régime linéaire et la zone de saturation. Conclure.
MATERIELS
01 alimentation double 2 × 15 V ou 02
alimentations 15V
01 GBF
01 amplificateur opérationnel LM741 ou
équivalent
01 résistance R1 de 1kΩ
01 voltmètre AC
01 résistance R2 de 3,9 kΩ 1 W ; de 5,6 kΩ
1 W de 8,2 kΩ 1 W ; de 12 kΩ 1 W ; de
15 kΩ 1 W ; de 22 kΩ 1 W .
01 papier millimétré
02 feuilles de copie double
01 oscilloscope bicourbe
01 feuille de brouillon