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PHYSIQUE :  Toute la mécanique des fluides du programme de PSI. 

Transport chapitre n°4

Introduction à la mécanique des fluides.

Bilans chapitre n° 3 : Bilans de quantité de mouvement et bilans de moment cinétique. 

Bilans chapitre n°4 : Théorème de l'énergie cinétique pour un système ouvert traversé par un écoulement stationnaire, puissances des forces intérieures, relation de Bernoulli et applications. 

Transport chapitre n°5 : Nombre de Reynolds.Écoulement interne incompressible et homogène dans une conduite cylindrique. Écoulement de Poiseuille cylindrique et résistance hydraulique. Perte d'énergie mécanique volumique, perte de charge et lien avec avec la puissance des forces intérieures. Diagramme de Moody pour déterminer le coefficient de perte de charge avec le nombre de Reynolds et la rugosité relative (notion de couche limite). Perte de charge singulière. Retour le sur le modèle de l'écoulement parfait. 

Écoulement externe incompressible et homogène autour d'une sphère et d'une aile d'avion. Coefficients de traînée et de portance. 

CHIMIE : Toute la chimie de Sup et de Spé.

PHYSIQUE :

Conversion de puissance-chapitre n°4-1 : Contacteur électromagnétique.

Présentation du dispositif, réalisation expérimentale avec un courant constant et un courant sinusoïdal. Obtention de l'expression de la force par les théorèmes énergétiques et propriétés (l'expression de la force doit être fournie).

Conversion de puissance-chapitre n°4-2 : Machine synchrone.

Réalisation d'un champ magnétique tournant avec deux bobines en quadrature spatiale et temporelle.

Description de la machine synchrone biphasée et bipolaire au programme. Circuit électrique et magnétique rotorique, bobines statoriques et circuit magnétique statorique. Machine à pôles lisses : entrefer d'épaisseur constante.

Champ magnétique statorique : calcul du champ magnétique engendré dans l'entrefer par deux fils diamétralement opposés puis par un ensemble de spires rectangulaires décalées. Champ magnétique statorique engendré par les deux phases de la machine synchrone : champ glissant statorique.

Champ magnétique rotorique. Les deux champs magnétiques sont des champs tournants.

Calcul de l'énergie magnétique dans l'entrefer de la machine synchrone puis obtention du couple en dérivant par rapport à la position angulaire du rotor (formule fournie). Couple moyen et condition de synchronisme, démarrage de la machine synchrone.

Etude de la stabilité en mode moteur et en mode alternateur synchrone.

Schémas électriques équivalents aux deux phases du stator (induits) et au circuit rotorique (inducteur), diagammes de Fresnel et bilan de puissances lorsque la condition de synchronisme est vérifiée.

Conversion de puissance-chapitre n°4-3 : Machine à courant continu.

Structure de la machine à courant continu bipolaire à excitation séparée et à pôles lisses étudiée dans ce chapitre.  Circuit magnétique statorique et bobinages statoriques : champ magnétique statorique. 

Spires rectangulaires au niveau du rotor. Dispositif de balais-collecteur qui permet l'inversion du courant dans les spires rectangulaire lors du passage du plan neutre. Distribution de courants quasi-stationnaires et champ magnétique rotorique. 

Expression du couple électromagnétique qui s'exerce sur la machine à courant continu par analogie avec la machine synchrone.  Expression de la tension contre-électromotrice d'induction. Induit =Rotor et Inducteur = Stator dans la MCC. 

Evolution du couple en fonction de la vitesse de rotation, condition de démarrage. Rendement d'une machine à courant continu en mode moteur et en mode génératrice à courant continu. 

CHIMIE :

Toute l'électrochimie.

PHYSIQUE :

Conversion de puissance chapitre n°4 : contacteur, machine synchrone et machine à courant continu.

Transport chapitre n°4 : Introduction à la mécanique des fluides.

Champ eulérien des vitesses et accélération particulaire.

Forces de pression, équivalent volumique des forces de pression. Force de viscosité : action de contact tangentielle (l'équivalent volumique n'est pas au programme de PSI). \'Equation d'Euler et équation de la statique des fluides. Résultante des forces de pression : nulle pour une pression uniforme et poussée d'Archimède pour un élément immergé.

Champ des pressions dans un fluide incompressible au repos. Champ des pressions dans le modèle de l'atmosphère isotherme.

Bilan de masse : débit de masse et débit de volume. Bilan de masse dans un écoulement unidimensionnel en géométrie cartésienne, généralisation à l'équation locale de conservation de la masse. Propriétés des écoulements stationnaires et des écoulements incompressibles et homogènes.

CHIMIE :

Toute l'électrochimie.