Zone d'échauffement

1. Circuit électrique.

Représenter, en utilisant les symboles normalisés, un circuit composé, dans un circuit primaire, d’un générateur de tension alternative, d’une résistance et d’un transformateur et, dans un circuit secondaire, d’une lampe.

2. Intensité efficace.

Un câble électrique transporte l’électricité sous une tension alternative dont la valeur efficace est de 50 kV. La puissance délivrée est de 100 MW.

• Calculer l’intensité du courant qui traverse ce câble.

3. Effet Joule (1).

Un câble est traversé par un courant continu d’intensité $I=20$ A. La puissance dissipée par effet Joule vaut $P=10$ kW.
a. Calculer la tension aux bornes de ce câble.

b. Calculer la résistance de ce câble.

4. Résistance (1).

Calculer la valeur de la résistance électrique d’un fil de cuivre de longueur $L=0,50$ m et de section $\text{S}=1,0\times 10^{-7}$ m².

5. Résistance (2).

Calculer la longueur d’un fil électrique en aluminium dont la résistance est de $100$ Ω :
a. pour un fil de section de $1,0$ mm de diamètre.

b. pour un fil de section de $2,0$ mm de diamètre.

6. Effet Joule (2).

Calculer l’énergie dissipée par effet Joule dans un fil électrique en acier de longueur L = 1,5 km, de rayon r = 6,0 mm, traversé par un courant de 200 mA pendant une journée.
• Donner le résultat en W⋅h.

7. Théorie des graphes.

Pour le graphe suivant :

a. à quoi correspondent A, B, C et D ?

b. que peut-on dire de A et B ? Donner deux phrases différentes.

c. Identifier le sommet présentant une boucle. Justifier.

8. Haute tension.

La haute tension permet :
a. de transporter plus d’électricité.
b. de diminuer les pertes par effet Joule.
c. d’acheminer l’électricité plus rapidement.

• Résistivité de l’aluminium : $\rho =2,8\times 10^{-8}$ Ω⋅m
• Résistivité du cuivre : $\rho =1,7\times 10^{-8}$ Ω⋅m
• Résistivité de l'acier : $\rho =1,3\times 10^{-6}$ Ω⋅m
• Résistance d’un conducteur : $R=\rho \cdot \frac{L}{S}$

9. À quoi sert un smart grid ?

a. Réguler la production d’électricité en fonction des besoins des consommateurs.
b. Modifier la tension d’acheminement de l’électricité.
c. Produire de l’énergie électrique.

10. Quel dispositif permet de modifier la tension du courant électrique ?

a. Un transformateur.
b. Un smart grid.
c. Un alternateur.

A. En France, la tension délivrée aux consommateurs a une tension efficace de 230 V et une fréquence de 50 Hz alors qu’au Canada, la tension efficace est de 120 V et la fréquence de 60 Hz.

Calculer, en France et au Canada, les valeurs maximales de la tension ainsi que leurs périodes.


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