Bac F3 Niger common mistakes
Bac F3 Niger · Understand the traps and how to avoid them.
Calculer une impédance complexe en additionnant directement les modules des résistances et des réactances (Z = R + X) au lieu de faire la somme vectorielle, puis utiliser ce module faux pour en déduire le courant.
L'élève travaille avec des valeurs efficaces réelles et perd de vue que la tension aux bornes d'une bobine et celle aux bornes d'une résistance sont déphasées de 90°. L'addition scalaire est plus rapide et donne un résultat plausible, donc l'erreur n'est pas détectée.
What to do instead
Écrire systématiquement Z sous forme algébrique Z = R + jX, puis calculer |Z| = √(R² + X²) et φ = arctan(X/R). Vérifier avec le triangle des impédances : l'hypoténuse est toujours supérieure à chaque côté, donc |Z| > R et |Z| > X. Faire un croquis du diagramme de Fresnel avant tout calcul de courant.
Inverser le rapport de transformation d'un transformateur ou oublier que le courant se transforme en sens inverse de la tension, puis propager l'erreur dans tout le bilan de puissance.
La formule m = U2/U1 = N2/N1 est mémorisée sans le lien I2/I1 = 1/m. L'élève confond le côté primaire et le côté secondaire dans l'énoncé, surtout quand le transformateur est dit « élévateur » alors que le problème impose un fonctionnement en abaisseur.
What to do instead
Poser explicitement les indices 1 et 2 sur le schéma, écrire les deux relations m = U2/U1 et I2/I1 = 1/m, et vérifier la conservation de la puissance apparente S1 ≈ S2. Contrôler le résultat : si m > 1, la tension augmente et le courant diminue.
Confondre la vitesse de synchronisme et la vitesse du rotor d'un moteur asynchrone, ou utiliser la fréquence statorique sans diviser par le nombre de paires de pôles pour calculer ns.
La formule ns = 60f/p est appliquée avec p = nombre de pôles au lieu du nombre de paires de pôles, ou bien l'élève assimile la vitesse nominale lue sur la plaque à la vitesse de synchronisme et conclut à un glissement nul.
What to do instead
Écrire d'abord ns = 60f/p en précisant que p est le nombre de paires de pôles, puis g = (ns − n)/ns. Vérifier que 0 < g < 1 en fonctionnement moteur et que n reste toujours inférieure à ns. Recouper avec la fréquence des courants rotoriques fr = g·f.
Traiter un redresseur ou un hacheur comme un montage linéaire et appliquer la loi d'Ohm sur la tension instantanée, sans distinguer valeur moyenne, valeur efficace et forme d'onde.
L'élève calcule U = RI avec la tension crête ou la tension efficace au lieu de la valeur moyenne pour une grandeur redressée, parce qu'il ne visualise pas l'allure du signal en sortie du convertisseur.
What to do instead
Tracer l'oscillogramme de la tension de sortie avant tout calcul, identifier la portion conductrice (angle de conduction), puis calculer séparément la valeur moyenne (composante continue utile pour la charge) et la valeur efficace (pour l'échauffement). Pour un redresseur simple alternance sur charge résistive, retenir Umoy = Umax/π et Ueff = Umax/2, et vérifier la cohérence des ordres de grandeur.
Choisir un calibre de protection ou une section de conducteur en se basant uniquement sur le courant nominal de la charge, sans appliquer les facteurs de correction (mode de pose, température, groupement) ni vérifier la chute de tension.
Les tableaux de section sont lus à la ligne du courant nominal, et les coefficients de correction sont ignorés car ils paraissent secondaires. L'élève oublie aussi que la protection doit satisfaire à la fois la protection contre les surcharges et contre les courts-circuits.
What to do instead
Suivre une démarche en trois temps : calculer IB, appliquer les facteurs de correction pour obtenir Iz requis, choisir la section telle que Iz ≥ IB, puis vérifier la chute de tension admissible et la coordination avec le disjoncteur (In ≥ IB et In ≤ Iz). Justifier chaque coefficient utilisé par sa valeur numérique.
Mener les calculs d'intégrales ou de dérivées sans vérifier les unités et les conditions aux limites, par exemple en intégrant une puissance ou un courant sur un intervalle sans tenir compte du changement de signe ou de la période.
L'élève applique des recettes de calcul formel sans relier l'intégrale à une grandeur physique (énergie, valeur moyenne), et oublie les bornes réelles du problème ou le changement de variable lié à ωt.
What to do instead
Avant d'intégrer, écrire la grandeur physique visée et son unité, poser les bornes en indiquant l'intervalle de temps ou d'angle, et faire un contrôle dimensionnel du résultat. Pour les valeurs moyennes et efficaces, intégrer sur une période complète et vérifier que le résultat est cohérent avec l'allure du signal.
Négliger le bilan thermique d'un conducteur ou d'une machine en ne considérant que le régime permanent, alors que l'échauffement dépend de la durée et de la constante de temps thermique.
L'élève raisonne en puissance instantanée et conclut qu'un courant admissible en permanence l'est aussi en pointe, sans distinguer les régimes transitoires. La constante de temps thermique est souvent absente du raisonnement.
What to do instead
Poser le bilan P dissipée = P évacuée en régime permanent, puis utiliser θ(t) = θfinal(1 − e^(−t/τ)) pour les transitoires en identifiant τ. Comparer la durée de l'essai à τ avant de conclure, et vérifier que la température reste sous la limite de classe d'isolation.
Calculer le couple ou la puissance mécanique d'une machine en mélangeant les unités : tr/min avec des rad/s, ou puissance en chevaux avec des watts, sans conversion explicite.
Les formules P = C·Ω et C = 9,55·P/n coexistent dans les aide-mémoire, et l'élève applique l'une avec les données de l'autre. Les conversions sont faites de tête et les facteurs 60/2π sont perdus.
What to do instead
Écrire la conversion avant tout calcul : Ω = 2πn/60 en rad/s, et rappeler que le coefficient 9,55 n'est valable que si P est en watts et n en tr/min. Faire un contrôle d'ordre de grandeur : à 1500 tr/min, 1 kW correspond à environ 6,4 N·m.
Dessiner ou interpréter un schéma d'installation sans respecter la convention de représentation des contacts (normalement ouvert / normalement fermé) et sans identifier les circuits de puissance et de commande.
L'élève reproduit de mémoire un schéma de démarrage direct ou étoile-triangle en inversant les contacts du contacteur auxiliaire, ce qui rend le schéma incohérent, mais il ne le vérifie pas car il se concentre sur le symbole des bobines.
What to do instead
Séparer physiquement sur la feuille le circuit de puissance (en haut, traits forts) et le circuit de commande (en bas), puis vérifier la logique en simulant l'appui sur le bouton : le contact d'auto-maintien doit être en parallèle du bouton de marche et en série avec l'arrêt. Contrôler chaque contact par rapport à son état au repos.
Appliquer la formule du champ magnétique ou de la force de Laplace sans tenir compte de l'orientation relative des vecteurs (produit vectoriel, angle entre B et I ou entre B et v).
L'élève utilise la forme scalaire F = B·I·L en supposant l'orthogonalité, alors que l'énoncé donne un angle ou une géométrie différente. Le sinus de l'angle est omis et le sens de la force n'est pas déterminé.
What to do instead
Écrire systématiquement la forme vectorielle F = I·L ∧ B, identifier l'angle θ entre le conducteur et le champ, puis appliquer F = B·I·L·sin θ. Déterminer le sens par la règle des trois doigts et le vérifier sur un croquis orienté avant de donner la valeur numérique.