[PDF] Devoir 3 Cned — Devoirs Technologie 41 —. 15.

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Cned — Devoirs,

Technologie 41

15

Ce devoir comporte huit exercices qui portent sur les séquences 2 et 3 (avec une page de documents

à détacher en fin de devoir et à joindre à ta copie). Tu peux utiliser tes livrets de cours et de corrigés

pour t"aider et tu te serviras aussi des " Documents et informations » fournis dans le devoir.

Les connaissances acquises lors de l"étude des séquences sont transposables dans le cadre de tout

système étudié pour ce devoir.

Tu répondras aux différentes questions par des phrases simples, sans oublier de justifier tes réponses.

Pour faire ce devoir, il n"est pas nécessaire d"avoir un ordinateur ni un accès à Internet, cependant, si

tu en as la possibilité, tu peux lire le sujet du devoir sur le site de ta classe pour avoir une meilleure

qualité de vision des documents. Lis bien tous les documents et souligne les parties importantes

Le thème de ce devoir est

Intégration des contraintes dans la

conception d'un objet technique

SyStème n°1 : Carillon

On souhaite installer un " bouton sonnette » au niveau de l"entrée d"une maison ; le bouton

poussoir actionnera un carillon à l"intérieur de l"habitation. Ce " bouton sonnette » à bouton

poussoir sera donc dehors et sur la voie publique. e xercice 1 (3 points)

Document et information

© leroymerlin

Page 1/10 - Devoir 3

Devoir 3

Cned, Technologie 41

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Devoir 1 - suiteDevoir 3 - suite

Page 2/10 - Devoir 3

Questions

1-

En quelle matière a été fabriqué le boîtier du bouton de la sonnette présentée page

prédécente ?

Pour répondre aux questions 2 et 3, tu t'aideras de l'Annexe 1 (en fin de livret de cours) concernant

le matériau mis en évidence dans la question 1 de cet exercice. 2- Pourquoi avoir choisi cette matière ? Tu répondras en donnant deux raisons. 3- Quel est le type de valorisation du matériau utilisé ?

SyStème n° 2 : lampe Solaire

e xercice 2 (3 points)

Document et information :

On souhaite s"éclairer la nuit, dans un refuge isolé, qui ne possède pas de réseau électrique.

Une société propose une lampe

autonome , en cinq couleurs différentes.

© ikea.com

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Devoir 3 - suite

Le système possède un régulateur de courant afin de limiter le courant à 190 mA pour alimenter le bloc céramique de seize diodes électroluminescentes (LED). Le schéma du circuit électrique est le suivant : Après avoir analysé le fonctionnement du système, on peut le représenter ainsi :

Voici le système, en partie démonté :

2 Tu peux imaginer les quatorze autres LED au niveau du trait pointillé.

Devoir 3 - Page 3/10

2

© J. Launay/IKEA

© J. Launay/IKEA

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Devoir 1 - suiteDevoir 3 - suite

Page 4/10 - Devoir 3

Questions :

1- En envisageant les différents moments de la journée (le jour et la nuit), explique brièvement le fonctionnement de cet objet technique. 2- Découpe soigneusement la feuille comportant le " Document 1 » situé à la fin du devoir. a) Complète le schéma global du système (" Document 1 ») avec les légendes des éléments, placées aux bons endroits dans les différents blocs. " Régulateur de courant » / " Bloc céramique de 16 LED » / " Interrupteur » / " Cellules solaires » / " Accumulateurs ». b) Complète le " Document 1 » en indiquant, à l"aide de flèches, les liaisons entre les différents blocs. e xercice 3 (1 point)

Document et information

© J. Launay/IKEA

Question :

Quelle est la solution technique, mise en œuvre, pour éviter que la lampe solaire présentée ci-dessus ne bascule en arrière lorsque l"on enlève la batterie ?

Cned — Devoirs,

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Devoir 3 - suite

Devoir 3 - Page 5/10

e xercice 4 (3 points)

Document et information

Questions

Pour ces questions, tu t'aideras de l'Annexe 1 à la fin de ton livret de cours . 1- a) En t"aidant des indications portées dans l"encadré " Après modélisation du contrepoids » ci-dessus, quelle est la masse volumique du matériau 3 qui a été choisi pour la réalisation des contrepoids ? Indique la formule à appliquer et les calculs effectués. Pour répondre à la question, commence par convertir la masse du contrepoids en kilogramme. b) Indique le nom du matériau choisi pour la réalisation des contrepoids. Pour cela tu rechercheras à quel matériau correspond la masse volumique calculée précédemment, tu prendras celle qui s"en rapproche le plus. 2- Pour quelle(s) propriété(s) du matériau ce choix a-t-il été fait ?

Pour effectuer les calculs avec les puissances de 10 (négatives), tu peux revoir ton cours de Mathématiques séquence 3.

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Devoir 1 - suiteDevoir 3 - suite

Page 6/10 - Devoir 3

e xercice 5 (4 points) 1- Quelle est la forme d"énergie de départ utilisée (à la source) pour recharger les batteries 2-

Pourquoi avoir choisi cette forme d"énergie ?

3-

Quelle est la forme d"énergie finale fournie par les LED de la lampe autonome ? Pense à l'utilisation de la lampe.

4- Pour cette question, tu tiendras compte de tes réponses aux questions 1, 2 et 3. Sur la feuille découpée, complète maintenant le "

Document 2 » en donnant les

transformations successives de l"énergie de départ. Pour cela, place aux bons endroits les expressions qui suivent :

" Énergie rayonnante » / " Énergie électrique » / " Énergie solaire » / " Énergie chimique »

puis " LED » / " Accumulateurs » / " Panneau solaire ». e xercice 6 (2 points)

Sur la feuille découpée, complète maintenant le " Document 3 » relatif à la chaîne d"énergie du

système lorsqu"il fonctionne la nuit Pour cela, place aux bons endroits les expressions qui suivent : pour les fonctions techniques : " Distribuer » / " Alimenter » / " Transmettre » / " Convertir » pour les solutions techniques : " Réflecteur » / " Interrupteur » / " Accumulateurs » / " LED ».

© J. Launay/IKEABloc céramique de 16 LED

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Devoir 3 - suite

Devoir 3 - Page 7/10

e xercice 7 (3 points)

On souhaite contrôler le flux lumineux qui est généré par le bloc céramique des 16 LED.

Document et information

© ikea.com

43 cm

© ikea.com

© J. Launay/IKEA

Pour contrôler le flux lumineux généré par le bloc céramique des 16 LED, il faut commencer

par en mesurer l"

éclairement

. L"éclairement s"exprime en " lux ». On utilise pour cela un appareil de mesure, un luxmètre (LIGHT METER) qui mesure

l"éclairement, il est placé à une distance normale de lecture (43 cm, c"est-à-dire la distance

entre les LED de la lampe et un livre) et affiche une valeur exprimée en " lux ».

Question

1-

Quel est le résultat affiché par le luxmètre pour la mesure de l"éclairement d"un objet situé

à 43 cm des LED ?

Ne pas oublier d'indiquer l'unité.

Document et information

pour la question 2

À 43

cm de hauteur, l"angle du cône d"éclairage est de

30°, ainsi la lampe donne

une tache circulaire de 49
cm de diamètre.

Le flux lumineux est défini

par la relation F = E × S. Il s"exprime en " lumen

© ikea.com

Angle du cône

d'éclairage de 30°

Diamètre de 49 cm

Cned, Technologie 41

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Devoir 1 - suiteDevoir 3 - suite

Page 8/10 - Devoir 3

Avec S qui est la

surface d'éclairement (en m²) et E l'éclairement en lux , la formule pour calculer le flux lumineux est :

Question

2- Quelle est alors la valeur du flux lumineux ? Après avoir indiqué les calculs effectués, (sans oublier d"utiliser le mètre pour exprimer le diamètre) tu donneras ton résultat en l"arrondissant à l"unité.

N'oublie pas d'indiquer l'unité.

Document et information pour la question 3

Pour connaître l"

efficacité lumineuse d"un système (qui s"exprime en lumen/watt), il faut appliquer la relation suivante

EfficacitéFluxlumineux

Puissance

lumineuse aabsorbée

Dans le cas du système étudié, la puissance absorbée mesurée avec un wattmètre est égale à

0,497 et s"exprime en watts ; ainsi en appliquant la relation précédente, on a :

EfficacitéFluxlumineux

0,497 lumineuse

Question

3- Quelle est alors la valeur de l"efficacité lumineuse du système en lumen/watt ?

Pour la valeur du flux lumineux, tu utiliseras la valeur arrondie, trouvée lors de la résolution de

l'exercice 10.

Après avoir indiqué les calculs effectués, tu donneras ton résultat en l"arrondissant à l"unité.

N'oublie pas d'indiquer l'unité.

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Devoir 3 - Page 9/10

Devoir 3 - suite

e xercice 8

1 point)

En te servant du tableau ci-contre (étudié

en séquence 3, exercice 5), compare l"efficacité lumineuse de la LED par rapport à l"efficacité lumineuse des autres solutions techniques d"éclairage.

Est-ce que l"utilisation d"une LED est une

solution intéressante ? Justifie ta réponse.Lampe

Efficacité lumineuse

(lm/W)

Incandescence12

Halogène25

Fluo-compact41

LED100

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Devoir 1

Page 1/3 — Devoir 1

Devoir 3 - suite

Soleil

Page à découper et compléter puis à joindre à ton devoir Devoir 3 : Document 1 pour l'exercice 2, question 2

Devoir 3 : Document 3 pour l'exercice 6

Devoir 3 : Document 2 pour l'exercice 5 question 4

Nom : ..................

Prénom : ..................... Indicatif : ...........................

Devoir 3 - Page 10/10

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