Activité 4 - LYCEE ET CFA JEANNE D`ARC

Etude de cas 1
Activité 4
Etude de la chaîne d’énergie
Durée : 2h
Support : Mini-visseuse
Nom des élèves :
Date :
Classe :
Matériel ressource :
Documents ressources :
La mallette mini-visseuse
Un PC de la salle
Un tachymètre
Dossier technique
Dossier de présentation élève
Compétences attendues :
- Simuler le comportement d’un système à partir de l’évolution d’un paramètre.
- Etablir les liens entre structure, fonction et comportement.
Les activités précédentes ont permis notamment de donner les caractéristiques de la chaîne d’énergie dans le
tournevis.
Nous allons maintenant détailler chaque fonction.
1 - Fonction « ALIMENTER » :
Le tableau que vous avez complété (voir activité 1) fait apparaître des tensions d’alimentation de : 4,8 V – 7, 2 V –
14,4 V - 18 V.
- En vous aidant de la documentation sur les accumulateurs, expliquez pourquoi ce sont ces valeurs de tension qui
sont proposées dans le commerce.
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
- A l’aide d’un schéma, montrez comment les accumulateurs sont associés pour obtenir une tension de 4,8 volts
(utilisez la documentation sur les accumulateurs) :
- A l’aide d’un autre schéma, montrez comment on peut associer différemment les accumulateurs :
- Que peut-on dire de l’énergie qui sera fournie ? :
Premier montage : ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
Second montage : ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
- Sur le tournevis SKIL lui-même, relevez la tension nominale d’alimentation
prévue par le constructeur :
Tension nominale :………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Mini-Visseuse
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Etude de cas 1
Activité 4
Etude de la chaîne d’énergie
Durée : 2h
Support : Mini-visseuse
Extraire de la mallette les composants de la fonction « ALIMENTER » : le bloc d’alimentation et le chargeur.
Une batterie de quatre accumulateurs de 1,2 V placés dans un bloc assure cette alimentation.
- A l’aide du dossier technique, indiquez le type de montage pour obtenir la tension nominale.
Type de montage :……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Afin de recharger ces accumulateurs, le constructeur fournit un chargeur, relevez la tension qu’il impose.
Tension imposée par le chargeur : ………………………………………………………………………………………………………………………………………………
- A l’aide du voltmètre, mesurez sur le bloc d’alimentation, la tension réelle disponible à vide. Conclure.
Tension disponible à vide : ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
2 - Fonction « DISTRIBUER » :
Sur le tournevis SKIL, cette fonction est réalisée par l’interrupteur et l’inverseur. Extraire de la mallette le
boîtier moteur.
A l’aide de cordons électriques, alimentez le moteur. Appuyez sur l’interrupteur.
- Notez vos observations :.…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
Inversez les cordons, appuyez sur l’interrupteur.
- Notez vos observations :…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
Pour les deux cas vous indiquerez le sens de circulation du courant et la couleur de la diode allumée.
M
……………………………….
Mini-Visseuse
M
…………………………………..
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Etude de cas 1
Activité 4
Etude de la chaîne d’énergie
Durée : 2h
Support : Mini-visseuse
- Lorsque le moteur est en fonctionnement, mesurez la tension aux bornes du bloc d’alimentation.
Conclure par rapport aux mesures à vide.
Schéma :
Voltmètre
Bloc
d’alimentation
M
Tension en fonctionnement :………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………..…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
3 - Fonction « CONVERTIR »
- Compte tenu de la tension en fonctionnement du tournevis SKIL et des caractéristiques du moteur (fig 1)
données dans le dossier technique, déterminez la vitesse de rotation du moteur. On note cette vitesse Nmot théorique.
Nmot théorique = ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Alimentez le moteur comme précédemment.
- A l’aide du tachymètre, mesurez la vitesse de rotation réelle du moteur. On note cette vitesse Nmot réelle.
Notez votre résultat. Comparez. Conclure.
Nmot réelle = ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
……..……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
4 - Fonction « ADAPTER »
- Sur le tournevis SKIL lui même, relevez la vitesse nominale de rotation de l’entraîneur. On note :
Nentraîneur nominale = ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
- Faîtes fonctionner le tournevis SKIL et mesurez à l’aide du tachymètre, la vitesse de rotation réelle de
l’entraîneur. Notez votre résultat. Comparez.
Nentraîneur réelle = ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
Mini-Visseuse
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Etude de cas 1
Activité 4
Etude de la chaîne d’énergie
Durée : 2h
Support : Mini-visseuse
- Comparez avec la vitesse de rotation du moteur : pour cela, faire le rapport Nentraîneur réelle/Nmot réelle.
Mettre sous la forme 1/ ….
N entraîneur
N mot
réelle
= ………………………………………………… =
réelle
1
....................
- A l’aide du dossier technique « Moteur et Réducteur », indiquez le nom du module permettant de passer de
Nmot à Nentraîneur De quoi est-il composé ?
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
On donne Z1 = 12 dents, Z3 = 42 dents déterminer le rapport de réduction r. Conclure.
r = ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
5 – La chaîne d’énergie complète
En résumé, complétez les caractéristiques de la chaîne d’énergie
Énergie électrique
Énergie électrique
U = 230 Vac
U =…...
ALIMENTER
Énergie électrique
Vcc
U =………. Vcc
DISTRIBUER
Chargeur
Énergie mécanique
Énergie mécanique
N = ………………tr/min
N = ……………... tr/min
C = 0,05 N.m
C = 4 N.m
CONVERTIR
ADAPTER
TRANSMETTRE
Moteur à CC
Batterie d’accumulateurs
Boutons poussoirs
-Réducteurs
Rapport de réduction global r = …
- Support d’embout
Mini-Visseuse
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