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De φ-χ en prépa PT, lycée Voltaire
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__NOTOC__<metadesc>La physique-chimie en classe préparatoire aux grandes écoles (CPGE) de deuxième année PT, filière PTSI-PT, au lycée Voltaire à Paris.</metadesc><!--{{:Instructions de connexion}}
__NOTOC__<metadesc>La physique-chimie en classe préparatoire aux grandes écoles (CPGE) de deuxième année PT, filière PTSI-PT, au lycée Voltaire à Paris.</metadesc><!--
<div style="margin: 0 0 1em 0; padding: 03.em 1em;" class="plainlinks"><center>'''<big><big>Bonnes vacances !</big></big></center></div>[[Image:Lautrec in bed 1893.jpg|thumb|300px|center|Henri Toulouse-Lautrec, ''Dans le Lit'', 1893, domaine public. « En vacances, <s>j'oublie tout</s> je me repose ! »]]
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Version actuelle datée du 8 septembre 2024 à 16:10

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Travail personnel (mis à jour le 14 septembre 2024)

  • Réviser cours ELN-A.
  • Rendre DM-1 lundi.
  • Terminer ELN-TD-1 pour mercredi.
  • Rédiger compte-rendu PTSI-TP-1 y compris la partie exploitation numérique de données pour jeudi.
  • Préparer ELN-TP-1 pour jeudi.

Tout au long de l'année, pour s'entraîner en autonomie :

Programmes de colle

Colle n°2 -- du 16 septembre au 20 septembre

Ondes et signaux (Rappels)
contenus capacités exigibles
Filtrage linéaire
  • Signaux périodiques.
  • Fonction de transfert harmonique. Diagramme de Bode.
  • Modèles de filtres passifs : passe-bas et passe-haut d’ordre 1, passe-bas et passe-bande d’ordre 2.
  • Analyser la décomposition fournie d’un signal périodique en une somme de fonctions sinusoïdales.
  • Définir la valeur moyenne et la valeur efficace d’un signal.
  • Établir par le calcul la valeur efficace d’un signal sinusoïdal.
  • Interpréter le fait que le carré de la valeur efficace d’un signal périodique est égal à la somme des carrés des valeurs efficaces de ses harmoniques.
  • Tracer le diagramme de Bode (amplitude et phase) associé à une fonction de transfert d’ordre 1.
  • Utiliser une fonction de transfert donnée d’ordre 1 ou 2 (ou ses représentations graphiques) pour étudier la réponse d’un système linéaire à une excitation sinusoïdale, à une somme finie d’excitations sinusoïdales, à un signal périodique.
  • Utiliser les échelles logarithmiques et interpréter les zones rectilignes des diagrammes de Bode en amplitude d’après l’expression de la fonction de transfert.
  • Mettre en œuvre un dispositif expérimental illustrant l’utilité des fonctions de transfert pour un système linéaire à un ou plusieurs étages.
  • Choisir un modèle de filtre en fonction d’un cahier des charges.
  • Expliciter les conditions d’utilisation d’un filtre en tant que moyenneur, intégrateur, ou dérivateur.
  • Expliquer l’intérêt, pour garantir leur fonctionnement lors de mises en cascade, de réaliser des filtres de tension de faible impédance de sortie et forte impédance d’entrée.
  • Expliquer la nature du filtrage introduit par un dispositif mécanique (sismomètre, amortisseur, accéléromètre, etc.).
  • Étudier le filtrage linéaire d’un signal non sinusoïdal à partir d’une analyse spectrale.
  • Détecter le caractère non linéaire d’un système par l’apparition de nouvelles fréquences.
  • Capacité numérique : simuler, à l’aide d’un langage de programmation, l'action d'un filtre sur un signal périodique dont le spectre est fourni. Mettre en évidence l'influence des caractéristiques du filtre sur l'opération de filtrage.
ELN A : Stabilité des systèmes linéaires
contenus capacités exigibles
  • Fonction de transfert d’un système entrée-sortie linéaire continu et invariant.
  • Stabilité.
  • Transposer la fonction de transfert opérationnelle dans les domaines fréquentiel (fonction de transfert harmonique) ou temporel (équation différentielle).
  • Étudier la stabilité d’un système d’ordre 1 ou 2 à partir des signes des coefficients de l’équation différentielle ou de la fonction de transfert.
Questions de colles PTSI n°1
  • Questions (cliquer pour afficher/cacher)
  1. Représenter la maille c.f.c.. Déterminer la population et la compacité.
  2. Représenter la maille c.f.c.. Localiser les sites tétraédriques, les dénombrer en justifiant et déterminer leur habitabilité.
  3. Représenter la maille c.f.c.. Localiser les sites octaédriques, les dénombrer en justifiant et déterminer leur habitabilité.
  4. Établir les équations mécanique et électrique des rails de Laplace utilisés comme un moteur, c’est-à-dire fermés sur un générateur extérieur de fém . On tiendra compte de la résistance des rails.
  5. Établir les équations mécanique et électrique des rails de Laplace utilisés comme un générateur, c’est-à-dire dont la tige mobile est tractée par une force constante . On tiendra compte de la résistance des rails.
  6. Procéder au bilan de puissances sur l’un des deux exemples précédents et l’interpréter. Les équations électrique et mécanique seront données par l’interrogateur.
  7. Définir le moment magnétique d’une spire plane et rappeler (sans démonstration) l’expression du couple de Laplace qu’elle subit lorsqu’elle est placée dans un champ magnétique uniforme. Un schéma est indispensable pour définir correctement les orientations.
  8. Rappeler le modèle du transformateur idéal et établir la loi des tensions.
  • Réponses (cliquer pour afficher/cacher)
  1. Pour la représentation, voir Rappels de cristallographie. Population : . Compacité : .
  2. Pour la représentation, voir Rappels de cristallographie. Ils sont aux centres des huit huitièmes de cube et donc au nombre de huit et leur habitabilité est .
  3. Pour la représentation, voir Rappels de cristallographie. Ils sont aux milieux des douze arêtes et au centre du cube et donc au nombre de quatre (12/4+1) et leur habitabilité est .
  4. Voir cours de PTSI.
  5. Voir cours de PTSI.
  6. Pour obtenir un bilan de puissances électriques, on multiplie l'équation électrique par l'intensité du courant. Pour obtenir un bilan de puissances mécaniques, on multiplie l'équation mécanique par la vitesse.
  7. Une spire parcourue par une intensité de courant i est orientée selon ce courant par la règle de la main droite, ce qui définit le vecteur normal unitaire . En notant S l'aire de la surface plane enlacée par le contour, son moment magnétique est défini par . Quand elle est placée dans un champ magnétique uniforme , elle subit le couple de Laplace .
  8. Un transformateur idéal se modélise par deux bobinages autour d’un noyau ferromagnétique parfait dont on admet qu’il canalise parfaitement les lignes de champ magnétique. Par conséquent, le flux au travers d’une spire du bobinage primaire est égal au flux au travers d’une spire du bobinage secondaire. Le résultat s’obtient en appliquant la loi de Faraday aux deux bobinages en tenant compte du nombre de spires : en régime variable (et au signe près sur les orientations), .

Questions de colles PTSI

Travaux dirigés

Compétences transverses
Cristallographie
Induction et forces de Laplace
Électronique

Travaux pratiques

Capacités numériques

Devoirs

Corrélation entre notes en interro/QCM de cours et notes en DS pour la classe de PT 2023-2024 du lycée Voltaire. Le coefficient de détermination (r² = 0,561) signifie que, si on admet l'hypothèse que les notes en interro/QCM traduisent la connaissance du cours et que cette connaissance est un paramètre d'influence affine sur les notes de DS, alors on peut expliquer 56,1 % des écarts de notes en DS entre deux élèves par leurs écarts de connaissance du cours. Les autres paramètres d'influence pouvant expliquer les 43,9 % restants sont, par exemple : le travail personnel des TD et TP (y compris les corrigés), l'investissement dans les révisions pour les colles, l'appétence pour tel ou tel type d'exercice ou de thématique, la stratégie pendant le DS, la fatigue, la chance, le stress, etc.

TIPE

Généralités

  • Calendrier TIPE (cliquer pour afficher)
Calendrier session 2024
Étape 1 Titre et MCOT du 18 janvier à 9 h au 1er février 2024 à 14 h
Étape 2 Présentation du 27 février à 9 h au 11 juin 2024 à 14 h
Étape 3 Validation du 13 juin à 9 h au 21 juin 2024 à 14 h

Mise en forme minimale

  • pdf en format 4/3 (largeur/hauteur).
  • Diapositive de titre.
  • Diapositive d'introduction et objectifs.
  • Diapositive de plan (sommaire).
  • Diapositives de développements du plan.
  • Diapositive de conclusion.

Les diapositives doivent être numérotées.

Matériels et labo de physique pour le TIPE

Le laboratoire de physique est accessible les lundis de 16 h à 18 h. On prévient le professeur et on remplit le formulaire le plus tôt possible et au plus tard le jeudi avant la date voulue.

Quelques éléments de code utile pour le TIPE

Moteurs de recherche spécialisés

Logiciels

Textes officiels

  • Programme de physique-chimie de PT détaillé par blocs (cliquer pour afficher)

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