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Bac F3 Bénin cheat sheet

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Quick reference

Électrotechnique et machines électriques

  • Machine à courant continu : E = k·Φ·Ω et au moteur U = E + R·I ; au génératrice U = E − R·I.

  • Transformateur monophasé : m = N2/N1 = U20/U1 ; le rendement maximal est atteint quand les pertes cuivre égalent les pertes fer.

  • Essai à vide du transformateur donne pertes fer (P0 ≈ Pfer) ; essai en court-circuit donne pertes cuivre (P1cc = Rs·I²).

  • Couple électromagnétique : T = Pém/Ω avec Ω en rad/s ; conversion Ω = 2πn/60 pour n en tr/min.

  • Moteur asynchrone : g = (ns − n)/ns, ns = 60f/p ; fréquence rotorique fr = g·f.

  • Bilan de puissance asynchrone : Pabs = √3·U·I·cosφ ; pertes rotoriques Pjr = g·Ptr.

  • Alternateur triphasé couplé en étoile : U = √3·V et I = J (courant de ligne égal au courant de phase).

  • Machine synchrone : f = p·n/60 ; la vitesse est imposée par la fréquence, indépendante de la charge.

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Électronique et automatismes

  • Diode : passante si VAN > 0 (seuil ≈ 0,7 V au silicium) ; bloquée sinon, courant nul.

  • Redressement simple alternance : valeur moyenne U = Um/π ; double alternance en pont : U = 2Um/π.

  • Filtrage capacitif : ondulation ΔU ≈ I/(C·f) pour un redressement double alternance à fréquence f.

  • Transistor bipolaire en régime saturé : VCE ≈ 0,2 V et IC < β·IB ; en régime linéaire IC = β·IB.

  • AOP idéal : V+ = V− en régime linéaire, courants d'entrée nuls, gain infini ; montage suiveur de gain 1.

  • Logique combinatoire : utiliser Karnaugh pour simplifier ; une fonction à n variables se simplifie en regroupements de 2^k cases.

  • Automate programmable : cycle de scrutation = lecture des entrées, traitement du programme, écriture des sorties.

  • Contacteur et relais thermique : le contacteur commute la puissance, le relais thermique protège contre les surcharges.

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Installations électriques et distribution d'énergie

  • Chute de tension triphasée : ΔU ≈ √3·ρ·L·I·cosφ/S ; en monophasé ΔU ≈ 2·ρ·L·I·cosφ/S.

  • Section minimale d'un conducteur : S ≥ ρ·L·I·cosφ/(ΔUmax/√3) en triphasé, avec ΔUmax imposé par la norme.

  • Régime de neutre TT : le neutre du transformateur est mis à la terre et les masses sont reliées à une prise de terre locale ; protection par DDR.

  • Régime TN : les masses sont reliées au neutre ; un défaut d'isolement devient un court-circuit, coupé par les protections de surintensité.

  • Disjoncteur : protège contre surcharges et courts-circuits ; le pouvoir de coupure doit être supérieur au courant de court-circuit présumé.

  • Sélectivité : le dispositif amont ne doit pas déclencher avant le dispositif aval ; vérifier les courbes de déclenchement.

  • Facteur de puissance : cosφ = P/S ; la compensation par condensateur réduit Q et donc le courant appelé.

  • Batterie de condensateurs : Qc = P·(tanφ1 − tanφ2) pour relever le facteur de puissance de cosφ1 à cosφ2.

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Mathématiques appliquées à l'électrotechnique

  • Régime sinusoïdal : valeur efficace U = Um/√2 ; pulsation ω = 2πf ; période T = 1/f.

  • Représentation complexe : impédance Z = R + jX ; module |Z| = √(R² + X²) et argument φ = arctan(X/R).

  • Impédances usuelles : résistance Z = R ; inductance Z = jLω ; condensateur Z = 1/(jCω) = −j/(Cω).

  • Puissances en complexe : S = U·I* = P + jQ, avec P = U·I·cosφ et Q = U·I·sinφ.

  • Dérivée et intégrale utiles : d(sin ωt)/dt = ω·cos ωt ; ∫sin ωt dt = −cos ωt/ω.

  • Équation différentielle du circuit RL : L·di/dt + R·i = u ; solution i = (U/R)(1 − e^(−t/τ)) avec τ = L/R.

  • Résolution d'un système linéaire : méthode de Cramer, déterminant non nul pour une solution unique.

  • Loi des mailles et loi des nœuds : Σ tensions = 0 sur une maille fermée ; Σ courants entrants = Σ courants sortants.

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Physique appliquée

  • Loi d'Ohm : U = R·I ; résistivité ρ = R·S/L, exprimée en Ω·m.

  • Effet Joule : P = R·I² = U²/R ; énergie W = P·t en joules si t en secondes.

  • Champ magnétique d'un solénoïde : B = μ0·N·I/l ; dans un entrefer, B ≈ μ0·H.

  • Flux magnétique : Φ = B·S·cosθ, en webers ; loi de Faraday e = −dΦ/dt.

  • Force de Laplace : F = B·I·l·sinα, direction donnée par la règle des trois doigts.

  • Loi de Lenz : le courant induit s'oppose à la cause qui lui donne naissance.

  • Thermique : Q = m·c·Δθ ; la résistance chauffante convertit l'énergie électrique en chaleur.

  • Loi de Coulomb : F = k·q1·q2/d² ; le champ électrique E = F/q s'exprime en V/m.

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Dessin technique et schémas électriques

  • Schéma développé : chaque circuit est représenté séparément, ce qui facilite la lecture des liaisons ; le schéma des liaisons à un fil sert au repérage des bornes.

  • Repérage des bornes d'un contacteur : A1-A2 pour la bobine, 1-2, 3-4, 5-6 pour les contacts de puissance.

  • Contacts normalement ouvert (NO) et normalement fermé (NC) : le NC est fermé au repos et s'ouvre à l'excitation.

  • Norme de repérage des conducteurs : bleu pour le neutre, vert-jaune pour la terre, noir ou marron pour la phase.

  • Symbole du sectionneur : interrupteur avec un trait oblique indiquant qu'il n'a pas de pouvoir de coupure en charge.

  • Échelle d'un plan : 1/50 signifie 1 cm sur le dessin pour 50 cm réels ; toujours indiquer l'unité.

  • Cotation : une cote comporte une ligne de cote, des lignes d'attache et une valeur numérique avec unité.

  • Vue en coupe : les hachures fines à 45° indiquent les parties pleines coupées.

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Travaux pratiques et mesures électriques

  • Mesure de tension : voltmètre en dérivation, impédance d'entrée élevée ; mesure de courant : ampèremètre en série, résistance faible.

  • Multimètre en position ohmmètre : circuit hors tension obligatoire, sinon mesure faussée et risque de destruction.

  • Pince ampèremétrique : mesure du courant sans coupure du circuit, par effet Hall ou transformateur de courant.

  • Oscilloscope : la sonde atténuatrice ×10 multiplie par 10 la tension lue ; vérifier la position de la masse.

  • Mesure de puissance : wattmètre en montage direct, circuit courant en série et circuit tension en dérivation.

  • Mesure de résistance par la méthode volt-ampèremétrique : R = U/I ; corriger l'erreur de méthode selon le montage.

  • Essai à vide d'une machine : relever U0, I0, P0 ; essai en charge : relever U, I, P pour tracer la caractéristique.

  • Sécurité : consigner l'installation, vérifier l'absence de tension (VAT) avant toute intervention.

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Expression écrite et communication technique

  • Un rapport technique comporte : objet, matériel utilisé, mode opératoire, résultats, analyse, conclusion.

  • Les résultats de mesure s'écrivent avec leur incertitude et un nombre de chiffres significatifs cohérent avec l'appareil.

  • Une conclusion technique énonce un constat chiffré, une comparaison à la valeur attendue et une interprétation.

  • Le mode opératoire s'écrit à l'infinitif ou à l'impératif, dans l'ordre chronologique des opérations.

  • Un schéma doit être légendé : chaque symbole est accompagné de sa désignation et de sa valeur.

  • Les unités s'écrivent en symbole (V, A, Ω, W) séparées de la valeur par une espace ; pas de point après le symbole.

  • Une note de calcul présente la formule littérale, la substitution numérique puis le résultat avec unité.

  • Le vocabulaire technique doit être précis : distinguer tension, courant, puissance et énergie.