Première Professionnelle • Physique-Chimie

Électricité : Courant Alternatif Sinusoïdal

Évaluation Sommative Type CCF • Sur 20 Points

Sujet d'Évaluation de Sciences

Contrôle de conformité de l'alimentation électrique d'une machine industrielle et sécurité des personnes.

Durée conseillée : 45 min

Grille Évaluation Nationale des Compétences (Sciences Physiques Bac Pro)

S'approprier Rechercher l'info, lire les schémas
Analyser Émettre hypothèses, isoler formules
Réaliser Calculer, lire oscillogramme
Valider Conclure sur la conformité
Communiquer Rédiger avec vocabulaire propre

1 Partie 1 : Restitution de Connaissances & Secteur (4 points)

4 Points

1.1 (1 pt) - Compétence S'approprier : Citer les valeurs de la tension efficace $U_{eff}$ et de la fréquence $f$ du réseau électrique secteur en France.

1.2 (1,5 pt) - Compétence Analyser : Écrire la formule reliant la fréquence $f$ et la période $T$. Indiquer l'unité légale de la période dans cette formule.

1.3 (1,5 pt) - Compétence Réaliser : Calculer la valeur exacte de la tension maximale $U_{max}$ théorique du secteur pour $U_{eff} = 230\text{ V}$.

2 Partie 2 : Analyse d'Oscillogramme & Mesures (8 points)

8 Points

Mise en situation :

Pour contrôler l'alimentation d'une baie de découpe plasma, un technicien branche un oscilloscope. L'écran affiche une sinusoïde dont la crête culmine à **3,25 divisions** au-dessus du centre horizontal. Un motif complet s'étend exactement sur **4 divisions** horizontales.

Réglage Sensibilité Verticale : $S_v = 100\text{ V/div}$ Réglage Base de Temps : $S_h = 5\text{ ms/div}$

2.1 (2 pts) - Compétence Réaliser : Calculer la tension maximale $U_{max}$ affichée sur l'écran.

2.2 (2 pts) - Compétence Réaliser : En déduire la tension efficace $U_{eff}$.

2.3 (2 pts) - Compétence Réaliser : Calculer la période $T$ en millisecondes, puis la convertir en secondes.

2.4 (2 pts) - Compétence Valider : Calculer la fréquence $f$ et conclure si l'alimentation de la machine est conforme au réseau secteur français.

3 Partie 3 : Sécurité des Personnes et Protection (8 points)

8 Points

3.1 (2 pts) - Compétence S'approprier : Rappeler la tension limite de sécurité $U_L$ en milieu sec. Une tension secteur de $230\text{ V}$ est-elle dangereuse pour l'homme ? Justifier.

3.2 (3 pts) - Compétence Analyser : Citer les 2 éléments indissociables d'une protection différentielle contre les contacts indirects dans un atelier.

3.3 (3 pts) - Compétence Communiquer : Expliquer le fonctionnement d'un disjoncteur différentiel $30\text{ mA}$ lorsqu'une fuite de courant survient vers la carcasse métallique d'une machine.