Le repaire des initiés

Questions

1. Représenter le schéma simplifié du circuit modélisant le réseau de transport de l’électricité HT (90 kV)/MT (30 kV).


2. Le transformateur utilisé est un abaisseur de tension. Expliquer ce que signifie ce terme.


3. Calculer le rapport de tension entre le circuit secondaire et le circuit primaire.


4. Le réseau distribue une puissance de 90 MW. Calculer l’intensité du courant dans les deux circuits en négligeant les pertes par effet Joule.

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Un poste de transformation. Tout le long du réseau électrique se trouvent des postes de transformation dont le rôle est d’élever la tension électrique pour le transport ou de l’abaisser avant la distribution aux utilisateurs.

Questions

1. Calculer la résistance électrique d’un fil de cuivre, puis d’un fil d’aluminium, puis d’un fil d’argent de longueur $L =$ 100 m et de section de surface $S = 3{,}6 \times 10^{-6}$ m², sachant que $R = \rho \cdot \dfrac {L}{S}$.


2. Calculer la masse de ces trois fils.


3. Expliquer pour quelles raisons les fils électriques sont généralement réalisés en cuivre.


4. Expliquer pourquoi il peut être utile de choisir des fils en argent ou en aluminium.

Questions

1. Calculer la longueur du fil de platine qu’il faut utiliser pour réaliser ce fil.



2. Calculer la longueur du fil qu’il faudrait utiliser avec du cuivre.

3. Calculer le diamètre du fil qu’il faudrait utiliser pour réaliser un fil de même résistance, de longueur $L = 10$ m, mais en laiton.

• Résistivité du platine : $\rho = 10 \times 10^{-8}$ Ω⋅m
• Résistivité du cuivre : $\rho = 1{,}7 \times 10^{-8}$ Ω⋅m
• Résistivité du laiton : $\rho = 7{,}1 \times 10^{-8}$ Ω⋅m

Questions

1. Calculer l’intensité du courant qui circule dans le circuit basse tension.


2. Calculer l’intensité du courant lorsque la puissance consommée chute de moitié.


3. Le rapport du transformateur vaut $m = 75$. Lorsque la puissance consommée chute de moitié, calculer la tension aux bornes du circuit primaire. De même, en déduire la valeur de l’intensité du courant qui le traverse.

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Un transformateur de distribution. Il permet d’abaisser la tension pour l’utilisation domestique.

Questions

1. Expliquer pourquoi la vague de froid de février 2012 a entraîné des pics de consommation électrique.


2. Un Français utilise en moyenne 7756 kW⋅h par an d’énergie électrique. Estimer la puissance moyenne utilisée par Français.


3. Calculer la puissance moyenne mobilisée par l’ensemble des 67 000 000 de Français. Comparer cette valeur à celle de février 2012 et conclure.


4. Expliquer en quoi la formulation du texte est erronée.

Questions

1. Alexia veut faire une promenade. Pour cela elle souhaite partir de chez elle (sommet M) et y revenir en passant par au moins cinq sommets. Mais elle veut absolument éviter le carrefour dangereux (sommet C). Proposer à Alexia un itinéraire de promenade.


2. Alexia travaille au sommet T. Identifier le trajet comportant le moins de croisements lui permettant de rentrer chez elle le soir après le travail. Peut-elle éviter le carrefour dangereux ?

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Plan de circulation de la ville d’Alexia.

Questions

On applique une tension de 1 000 V aux bornes du circuit primaire, qui reçoit une puissance de 11,5 kW. Calculer l’intensité $I_2$ dans le circuit secondaire.

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Un transformateur. Le rapport m du transformateur correspond aux rapports $m = \dfrac{N_2}{N_1} = \dfrac{U_2}{U_1} = \dfrac{I_1}{I_2}$ .

Questions

1. Calculer l’intensité maximale du courant qui peut traverser un câble haute tension de section 500 mm².


2. Calculer la résistance $R$ du câble.


3. En déduire la valeur de la puissance dissipée par effet Joule dans un câble qui transporte un courant sous 400 kV.


4. En supposant que lorsqu’un fil est dédoublé sa résistance est divisée par deux, calculer la résistance d’un câble dédoublé.


5. Calculer la puissance dissipée par effet Joule dans un câble dédoublé. Conclure sur l’intérêt d’une telle alternative.

• $P$_Joule $= R \cdot I^2$