Electricité : puissance, énergie, centrale photovoltaïque.
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Electricité.
La
tension du secteur est alternative sinusoïdale .
Quelle
est sa valeur efficace ?
La tension efficace est comprise entre 220 et 240 V.
On branche
un chargeur de téléphone portable à une prise du secteur. la tension
aux bornes du chargeur est de 12 V.
Quelle
grandeur, le transformateur modifie-t-il pour ce chargeur ?
Un transformateur augmente ou diminue la valeur efficace d'une tension
alternative.
On obtient l'oscillogramme suivant de la tension en sortie du
transformateur.
Sensibilité verticale : 6 V/div ; balayage : 5 ms/div.
Calculer
la période t en seconde ; en
déduire la fréquence.
T
= 20 / 1000 = 0,020 s. la fréquence est l'inverse de la période : f =
1/T = 1/0,020 = 50 Hz.
En
déduire la fréquence de la tension à la prise électrique du
secteur.
Un transformateur ne modifie pas la fréquence. La fréquence du signal
aux bornes de la prise du secteur est égale à 50 Hz.
On laisse en charge le téléphone portable pendant 2 heures. La
puissance de celui-ci est de 40 W.
Calculer
l'énergie consommée pendant la charge.
Energie ( Wh) =puissance (W) fois durée (h) : 40*2 = 80 Wh.
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L'énergie
électrique du secteur est fournie par les centrales électriques.
Citer
l'élément qui permet de produire le courant électrique dans ces
centrales.
Un alternateur, une dynamo convertissent l'énergie mécanique en énergie
électrique.
Les centrales électriques utilisent différentes sources d'énergie.
Dans
la liste ci-dessous, souligner les centrales qui utilisent une source
d'énergie renouvelable en indiquant la nature de la source utilisée.
Les centrales
hydrauliques utilisent une chute d'eau.
Les centrales thermiques à charbon ou à fioul.
Les centrales nucléaires.
Les centrales
géothermiques utilisent la chaleur interne de la terre.
Les centrales
éoliennes utilisent l'énergie mécanique du vent.
L'électricité est utilisée pour faire fonctionner tous les appareils
électriques de la maison.
A
quoi correspond l'indication donnée en kWh sur le compteur électrique
de la maison ?
L'énergie électrique consommée s'exprime en kWh.
Un ordinateur porte la mention 150 W pour une tension de 230 V. On le
branche sur une prise du secteur pendant 30 minutes. Calculer
l'énergie consommée en Wh puis en joules.
Energie (Wh) = puissance (W) fois durée ( h) = 150 *0,5 = 75 Wh.
1 Wh = 3600 J ; 75*3600 =2,7 105 J.
Calculer
l'intensité du courant dans l'ordinateur lors de son fonctionnement.
I(A) = P(W) / U(V) = 150 / 230 = 0,652 A.
Lors
de l'utilisation de l'ordinateur, quel est le rôle d'un coupe circuit
en cas de surintensité ?
Une surintensité pourrait endommager l'ordinateur. En coupant le
courant lors d'une surintensité, le coupe circuit protège l'ordinateur.
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Centrale photovoltaïque.
Une
centrale photovoltaïque domestique transforme l'énergie lumineuse
rayonnée par le soleil en énergie électrique suivant le schéma :
La tension délivrée par le panneau solaire est-elle continue ou alternative ?
Le panneau solaire délivre une tension continue ( note DC sur le schéma )
Quel type de conversion énergétique réalise le panneau.
Le panneau photovoltaïque convertit l'énergie rayonnée par le soleil en énergie électrique avec un rendement de 15 à 20 %.
L'énergie reçue par le panneau est-elle renouvelable ?
L'énergie solaire reçue par la terre est une énergie renouvelable.
Citer deux autres sources d'énergie renouvelables.
Le vent, la géothermie, l'énergie des marées, la biomasse sont des sources d'énergie renouvelables.
Pour un panneau solaire de puissance maximale 200 W, la tension de sortie est 28,5 V.
Donner la relation reliant la puissance à l'intensité délivrée par le panneau et la tension en précisant les unités.
P = U I avec P en watt(W), U en volt (V) et I en ampère (A).
Calculer l'intensité délivrée par le panneau.
I = P / U = 200 / 28,5 =7,017 ~7,02 A.
Dans la liste ci-dessous choisir deux caractéristiques de la tension du secteur.
sinusoïdale, continue, alternative, triangulaire.
La tension délivrée par le secteur est alternative sinusoïdale.
Quel est la fréquence de la tension du secteur ?
La fréquence de la tension du secteur est égale à 50 Hz.
Un télévisuer de 200 W fonctionne pendant 2 heures. Calculer en joules l'énergie que doit fournir le panneau.
Energie ( J) = puissance (W) fois durée ( s) = 200*2*3600 =1,44 106 J.
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