Baccalauréat technologique
                                                        Série : Sciences et technologies industrielles
                                                        Spécialité GENIE ELECTROTECHNIQUE

Programmes modifiés applicables en première à partir de l'année scolaire 2001-2002, en terminale en 2002-2003

                                                                    CLASSE DE PREMIERE

                           A. Enseignements à traiter en cours et en travaux pratiques
A.2 Electromagnétisme

A.2.1  Champ magnétique. Vecteur champ magnétique B. Visualisation des lignes de champ Spectres magnétiques. Mesure de B à l’aide d’un capteur

Connaissances antérieures utiles
 -Acquis issus des programmes de collège

Outils mathématiques
 -Utilisation du calcul vectoriel : représentation d’un vecteur ( direction, sens, module ), composantes d’un  vecteur.
 

Connaissances scientifiques
 -Définition d’un champ magnétique uniforme. Connaître les lignes de champ correspondantes
 -Unité de champ magnétique
 -Représentation du spectre d’un aimant permanent ( droit et en «U» )

Savoir-faire expérimentaux
 -Identifier les pôles d’un aimant à l’aide d’une aiguille aimantée placée dans son champ
 -Utiliser un capteur de mesure de champ magnétique

Savoir-faire théoriques
 -Déterminer la direction d’un vecteur champ magnétique à partir d’un spectre
 

A.2.2  Mise en évidence d’un champ magnétique par son action sur un faisceau d’électrons, sur un aimant. Force subie par une particule chargée dans un champ magnétique uniforme

Connaissances scientifiques
-Connaissance d’un dispositif utilisant la déviation magnétique d’un faisceau de particules

Savoir-faire théoriques
 -Dans le cas d’une particule chargée et en mouvement placée dans un champ magnétique uniforme savoir ( la formule de Lorentz et la règle d'orientation étant donnée):
  -déterminer la direction et le sens de déviation de la particule
  -calculer l’intensité de la force subie par la particule

A.2.3  Les courants sources de champ magnétique : proportionnalité ( dans l’air ) du champ magnétique du courant qui le crée : expression du champ magnétique produit par un solénoïde infiniment long

Connaissances scientifiques
 -Connaissance de deux sources de champ magnétique couramment utilisées
-Relation de proportionnalité dans l’air entre l’intensité du vecteur champ magnétique et l’intensité du courant  qui le crée : B=k.I
 -Analogie entre un aimant droit et un solénoïde parcouru par un courant
 -Direction, sens et intensité du vecteur magnétique dans un solénoïde infiniment long

Savoir-faire expérimentaux
 -Mesurer un champ magnétique à l’aide d’un teslamètre
 -Repérer les faces sud et nord d’une bobine

Savoir-faire théoriques
-Orienter le vecteur champ magnétique produit par un courant traversant une bobine suivant le sens du courant  dans l’enroulement
-Calcul de l’intensité du champ magnétique crée par un solénoïde infiniment long, la formule faisant partie des données

A.2.4  Action d’un champ magnétique uniforme sur un élément de circuit parcouru par un courant : loi de Laplace

Connaissances scientifiques
 -Enoncé de la loi de Laplace
-Connaissance d’au moins deux dispositifs usuels où une force est obtenue par action d’un champ magnétique sur  un conducteur parcouru par un courant
 -Règle d’orientation

Savoir-faire théoriques
 -Appliquer une règle d’orientation
 -Déterminer les caractéristiques d’une force électromagnétique pour une portion rectiligne de circuit

A.2.6  Induction électromagnétique
-Mise en évidence de la f.é.m. induite dans un circuit que l’on déplace ou que l’on déforme dans un champ magnétique indépendant du temps
 -Courant induit, loi qualitative de Lenz

Connaissances scientifiques
 -Connaissance de deux causes d’existence d’une f.é.m. induite :
 -variation du champ magnétique en fonction du temps
 -déformation ou déplacement du circuit dans un champ magnétique constant
 -Connaissance d’une application du phénomène d’induction électromagnétique ( machines électriques, courant  de Foucault,...)
 -Loi de Lenz

Savoir-faire expérimentaux
 -Utiliser un oscilloscope pour visualiser la f.é.m. induite dans une bobine

Savoir-faire théoriques
  -Appliquer la loi de Lenz pour trouver le sens d’un courant induit dans des cas simples

 A.2.7  Bobine d'induction; inductance propre d’un circuit. Energie électromagnétique  emmagasinée dans un circuit parcouru par un courant : W = ½ L I²

Outils mathématiques

-Notion de taux de variation et de fonction dérivée

Connaissances scientifiques
 -Expression de la tension aux bornes d'une bobine idéale: v = L di/dt

-Définition de l'inductance propre d’une bobine idéale à partir de la relation précédente.
 -Unité d’inductance
  -Le modèle d’une bobine idéale, selon la convention récepteur :
 
 

  -Expression de l’énergie électromagnétique emmagasinée dans un circuit parcouru par un courant
 -Modèle équivalent série pour une bobine réelle

Savoir-faire expérimentaux
 -Utiliser un oscilloscope pour visualiser la tension aux bornes d'une bobine et une tension image de l'intensité du courant dans une bobine.

Savoir-faire théoriques
 -Ecrire l’expression de la tension aux bornes d’une bobine réelle avec la convention récepteur
 -Appliquer la formule : W = ½  L I²

A.2.8  Milieux ferro ou ferri-magnétiques. Vecteur excitation magnétique H . Courbes  d’alimentation. Hystérésis. Champ magnétique rémanent et excitation coercitive.

Connaissances scientifiques
 -Relation entre l'excitation magnétique et le champ magnétique dans le vide;
 -Unité d'excitation magnétique.
 -Dessin d'une courbe de première aimantation
 -Dessin d'un cycle d'hystéresis : y repérer le champ magnétique rémanent et l'excitation coercitive.
 -Dessin de deux cycles d'hystérésis:
  -savoir reconnaître celui qui est relatif à un acier doux
  -savoir reconnaître celui qui est relatif à un acier dur
 -Citer une application du ferromagnétisme : machines électriques, électro-aimant, transformateur, ...
 -Savoir que le phénomène d'hystérésis est responsable de l'échauffement des tôles des circuits magnétiques  soumis à des champs variables.

Savoir-faire théoriques :
 -Exploiter une courbe de première aimantation : repèrer la zone linéaire et la zone de saturation.

CLASSE DE TERMINALE

B.2.0  Flux magnétique à travers une surface. Conservation du flux. F.é.m d'induction: différents modes de création, expression de la f.é.m induite (loi de Faraday)

Connaissances antérieures utiles
 -Connaissance de deux causes d'existence d'une f.é.m induite(première): variation du champ magnétique en fonction du temps, déformation ou déplacement du circuit dans un champ magnétique constant

 -Loi de Lenz ( première)

Connaissances scientifiques
-Expression du flux jd’un champ magnétique uniforme B à travers une surface S plane limitée par un contour: j = BS cos q
 -Unité de flux magnétique
 -Propriété de conservation du flux

-Expression de la loi de Faraday ( Emoy = - ( Dj/Dt) et e = - ( dj/dt)).

Savoir-faire théoriques
 -Calculer le flux à travers une spire plane.

- Calculer la f.é.m induite:

• dans une spire fixe placée dans un champ variable
• dans un circuit dont une partie rectiligne se déplace dans un champ fixe.

B.2.3. Champs tournants: Production dans l'entrefer d'une machine tournante par un système triphasé de courants circulant dans des enroulements triphasés

Connaissances antérieures utiles

-Système triphasé de courants et de tensions.

Connaissances scientifiques

-Champ tournant dans l'air produit au moyen d'un système de trois bobines.

-Champ tournant dans l'entrefer d'une machine triphasée.

-Relation f = pn

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