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Annale · 2018★★★Niveau moyenSession du 2 mai 2018· 3 529 candidats

Physique-chimie I Centrale-Supélec PSI 2018, sujet et rapport jury

Quatre parties indépendantes, magnétisme, conversion électro-magnéto-mécanique, circuits électriques, mécanique des fluides. Sujet sur la sustentation magnétique des trains. Moyenne 10.19, σ=3.59, médiane 9.9.

Mohamed K.

Mohamed K.

Centralien · MPSI puis MP · Recherche ML santé

Session 2018 :

Physique-chimie IMaths IMaths IIPhysique-chimie II

Top piège du sujet

ARQS implique rot E = 0 (faux) (Q7)

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

10.19

Médiane

9.9

Écart-type

3.59

Q1 (25%)

7.4

Q3 (75%)

12.6

Candidats présents

3 529

sur 3 769 inscrits · 6.4% d'absents

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Analyse

Ce qu'a observé le jury

Synthèse Hadamard du rapport officiel — citations, chiffres et conseils du jury.

Présentation du sujet

Dispositif de sustentation magnétique pour les trains tels que le Transrapid ou le SCMaglev. Quatre parties indépendantes : (1) magnétisme et ferromagnétisme, conversion électro-magnéto-mécanique ; (2) suite magnétisme/ferromagnétisme ; (3) circuits électriques ; (4) thermodynamique + mécanique et mécanique des fluides. 41 questions, longueur très raisonnable.

Structure de l'épreuve

  1. Partie IMagnétisme et ferromagnétisme(Q1-Q5)Difficile

    Q1 question non guidée diversement réussie. Q3 premier principe industriel sans justification. Q5 candidats parlent de résistance électrique faible dans état supra-conducteur, très rarement de résistance nulle.

  2. Partie IIConversion électro-magnéto-mécanique(Q6-Q22)Difficile

    Q6 confusions sur μ, μ_r et μ_0. Q7 ARQS implique pas rotE=0. Équation de Maxwell-Ampère attendue avec H. Q14 trop de candidats écrivent théorème d'Ampère avec B au lieu de H. Q20 conversion kg/tonnes.

  3. Partie IIICircuits électriques(Q23-Q37)Difficile

    Q26 confusions ALI idéal vs régime linéaire. Q28 cours connu mais pas adapté |T_0|<1, diagramme de Bode demande gain ET phase. Q30 pulsation de coupure à -3 dB. Q32 ω≈4ω_0 ne permet pas conclure ω≫ω_0.

  4. Partie IVMécanique et mécanique des fluides(Q38-Q41)Difficile

    Q38 puissance de contact du Transrapid mal interprétée. Q39 puissance de freinage constante (pas force), démarche non valorisée. Q40-Q41 peu traitées.

Analyse globale du jury

« Le sujet, composé de 41 questions, dont un nombre non négligeable de questions de cours, est de longueur très raisonnable compte tenu de la durée de l'épreuve. De nombreux candidats parcourent l'intégralité du sujet et traitent une grande partie des questions. Pour de nombreux candidats, la maîtrise du cours n'est pas suffisante. Des relations aussi fondamentales que les relations de Maxwell sont très rarement citées correctement. Beaucoup de candidats connaissent des formules ou des lois sans avoir compris en profondeur le cadre de leur application (hypothèses). »

Top pièges sanctionnés

  • ARQS implique rot E = 0 (faux) (Q7)-2 pts

    « Cette question, notée en tout ou rien, n'a été que trop rarement bien traitée. En particulier, l'hypothèse d'ARQS n'implique pas rot E = 0. L'équation de Maxwell-Ampère était attendue avec le vecteur excitation magnétique H, introduit à la question précédente. »

  • Théorème d'Ampère avec B au lieu de H (Q14)-3 pts

    « Trop de candidats ont écrit le théorème d'Ampère avec B au lieu de H. Cela implique des calculs faux pour les questions suivantes et une « bidouille » pour retrouver la bonne expression de L(z) à la question 17. »

  • μ_r est adimensionnée (Q13)-1 pts

    « L'ordre de grandeur de μ_r est souvent sous-estimé. Rappelons également que μ_r est une grandeur adimensionnée. »

  • Erreur de conversion kg/tonnes (Q20)-1 pts

    « Beaucoup d'erreurs (puissances de 10) lors de l'application numérique. L'erreur de conversion kilogrammes / tonnes n'est malheureusement pas si rare. »

  • Milliard d'électroaimants sans surprise (Q21)-1 pts

    « Certains candidats trouvent un nombre d'électroaimants de l'ordre du milliard sans en être troublés. »

  • Pulsation de coupure à 3 dB (Q30)-1 pts

    « Sur cette question simple, peu de candidats relient la pulsation de coupure à une atténuation de 3 dB. Beaucoup parlent de pulsation propre ou de pulsation de cassure ! »

  • Force de freinage constante au lieu de puissance (Q39)-2 pts

    « Peu de candidats ont bien compris/lu que la puissance de freinage était constante. Trop souvent c'est la force de freinage qui a été considérée comme constante. Cette démarche n'a pas été valorisée. »

Source : Rapport du jury Centrale-Supélec · Physique PSI, session 2018 · PDF officiel ↗

Contexte

L'épreuve en quelques chiffres

L'épreuve Physique-chimie I Centrale-Supélec PSI 2018 s'est déroulée début mai 2018, en 4 heures, coefficient 15. 3529 candidats présents pour 3769 inscrits (6.4% d'absents).

Sujet sur la sustentation magnétique des trains (Transrapid, SCMaglev), en quatre parties indépendantes : (1)-(2) magnétisme et ferromagnétisme, (3) circuits, (4) mécanique des fluides. 41 questions, longueur très raisonnable.

La moyenne brute s'est établie à 10.19/20, écart-type 3.59. Médiane 9.9, premier quartile 7.4, troisième quartile 12.6. Bonne moyenne.

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Stratégie

Notre approche pour ce sujet

Stratégie clé : maîtriser les équations de Maxwell (en particulier le théorème d'Ampère avec H et non B), point critique Q14.

Si tu vises 10-12/20 (médiane à top 25%)

Q5 : résistance nulle dans état supraconducteur (pas faible). Q14 : théorème d'Ampère avec H. μ_r adimensionnée. Conversions cohérentes.

Si tu vises 14+ (top 10%)

Q7 : ARQS n'implique pas rotE=0 (Maxwell-Ampère avec H complet). Q30 : pulsation de coupure à -3 dB. Q39 : puissance de freinage constante (pas force).

Gestion des 4h : 1h sur la partie I (Q1-Q5), 1h15 sur la partie II (Q6-Q22, magnétisme), 1h15 sur la partie III (Q23-Q37, circuits), 30 min sur la partie IV (Q38-Q41).

Conseils du jury

Cinq conseils transversaux

  • ARQS n'implique pas rotE=0 : Maxwell-Ampère avec H (vecteur excitation magnétique), pas une équation simplifiée.
  • Théorème d'Ampère avec H, pas B. Erreur critique Q14, implique calculs faux dans la suite.
  • μ_r adimensionnée : ordre de grandeur souvent sous-estimé.
  • Pulsation de coupure à -3 dB, pas pulsation propre ni cassure.
  • Puissance de freinage constante (pas force) : lecture précise de l'énoncé.

Ressources

Téléchargements

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FAQ

Questions fréquentes — 2018

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Préparation Centrale-Supélec · Physique PSI

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