Puissance et couple

Objectifs	Mettre en évidence la relation entre la puissance et le couple moteur à différents régimes.
CI abordés	CI 7.3 - La transmission de l’énergie : transmission de mouvement et réducteurs.
Compte rendu	Compte rendu papier à imprimer : . Vos calculs seront présentés sur un document à part.
	1h50

1 - Prérequis

= 15 min

Lors de cette étude, vous allez travailler avec la relation entre la puissance et le couple ainsi qu'avec la notion de rendement.

Question 1 - Sur le document réponses, cette relation est donnée. Préciser les unités de chaque termes (si besoin faites une recherche sur Wikipédia).

Question 2 - Cette relation fait intervenir la notion de couple. Rechercher la définition du couple en mécanique.

Question 3 - Le rendement est égale au rapport entre la puissance disponible en sortie sur la puissance d'entrée du moteur. En remplaçant dans cette formule la puissance par la relation de la Question 1, faire apparaitre le rapport de transmission.

 Faites valider ces formules et notions en montrant votre travail au professeur, elles vous seront utiles pour la suite de l'étude.

2 - Caractéristiques pour la vitesse maximale du scooter

= 30 min

L'ensemble de vos résultats seront présentés dans le tableau ci-dessous, complétez le au fur et à mesure.

Question 4 - Dans la première étude, nous avions déterminer la vitesse de rotation du moteur lorsque le scooter roule à la vitesse de 45 km/h. Demander au professeur vos documents réponses de cette activité et rechercher cette valeur.

Compléter le tableau avec N_M45.

Question 5 - D’après la courbe donnant la puissance mécanique du moteur fournie dans le dossier technique, lorsque le scooter roule à la vitesse maximale de 45 km/h, le moteur est-il à sa puissance maximale ? Donner la puissance du moteur lorsque le scooter roule à 45 Km/h : P_M45

Compléter le tableau avec P_M45.

Question 6 - En fonction de la vitesse de rotation du moteur, calculer le couple moteur correspondant : C_M45.

Compléter le tableau avec C_M45.

Question 7 - A l'aide du dossier technique, déterminer le rendement global η de la transmission (système engrenages et système poulies - courroie).

Rappel : un rendement global est le produit des rendements unitaires.

Question 8 - En utilisant la formule déterminée à la Question 3, calculer le couple en sortie sur la roue arrière : C_S45.

Compléter le tableau avec C_S45.

3 - Caractéristiques pour la puissance maximale du scooter

= 30 min

Question 9 - Lire sur la courbe la puissance maximale du moteur : P_Max ainsi que sa vitesse de rotation correspondante : N_MPmax.

Compléter le tableau avec P_Max et N_MPmax.

Question 10 - Pour cette vitesse du moteur calculer la vitesse de rotation de la roue N_SPmax, en déduire la vitesse du scooter en km/h (moteur à puissance maxi sans bridage).

Compléter le tableau avec la vitesse du scooter pour cette puissance maximale.

Question 11 - Calculer le couple moteur correspondant : C_MPmax.

Compléter le tableau avec C_MPmax.

Question 12 - En utilisant la formule déterminée à la Question 3, calculer le couple en sortie sur la roue arrière : C_SPmax

Compléter le tableau avec C_SPmax.

4 - Courbe de variation du couple

= 20 min

Vous venez de voir que le couple en sortie sur la roue arrière C_s varie en fonction du couple moteur C_m.

Question 13 - D’après la courbe donnant la puissance mécanique du moteur à courant continu fournie dans le dossier technique, tracer sur le document réponses la courbe de variation du couple moteur en fonction de la vitesse de rotation de celui-ci : C_m = f(N_m)

On rappel que :  et

En remplaçant nous obtenons : d’où .

Question 14 - D’après la courbe que vous obtenez, compléter les deux phrases en choisissant le terme correct .