Ch. 5
Exercices
Zone d'échauffement
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| Activités | Exercices | |
|---|---|---|
| ❏ Réaliser des chaînes de conversions d'énergie | Activité | |
| ❏ Calculer le rendement global d'un système de conversion d'énergie | Activité | |
| ❏ Analyser des documents présentant les conséquences de l'installation et du fonctionnement d'une centrale | Activité | |
| ❏ Comparer différents dispositifs de stockage d'énergie | Activité | |
| ❏ Calculer une puissance dissipée par effet Joule | Activité |
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Pour chacune des phrases suivantes, choisir l'unique bonne réponse.
1. Une éolienne produit de l'énergie électrique :
2. La production d'électricité se fait à partir d'énergie mécanique et en une seule conversion dans :
3. Les réactions d'oxydoréduction peuvent être utilisées pour générer un courant électrique car elles réalisent des échanges :
4. Stocker de l'eau en hauteur permet de faire une réserve d'énergie :
2. La production d'électricité se fait à partir d'énergie mécanique et en une seule conversion dans :
3. Les réactions d'oxydoréduction peuvent être utilisées pour générer un courant électrique car elles réalisent des échanges :
4. Stocker de l'eau en hauteur permet de faire une réserve d'énergie :
5. Le rendement global d'une chaîne de conversions est égal :
6. Le réseau de transport d'électricité est organisé au niveau :
7. Dans un conducteur électrique, l'effet Joule se caractérise par une perte d'énergie électrique sous forme :
8. Un smart grid sert à :
9. Le transport à grandes distances de l'électricité se fait dans des lignes à :
6. Le réseau de transport d'électricité est organisé au niveau :
7. Dans un conducteur électrique, l'effet Joule se caractérise par une perte d'énergie électrique sous forme :
8. Un smart grid sert à :
9. Le transport à grandes distances de l'électricité se fait dans des lignes à :
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Rendement global
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Exercice 10
Des panneaux photovoltaïques, qui ont un
rendement d'environ 20 %, alimentent une lampe
à incandescence qui convertit 5 % de l'électricité
en lumière (le reste est dissipé sous forme d'énergie
thermique).
Calculer le rendement global des conversions d'énergie depuis les rayons du Soleil jusqu'à une pièce éclairée par cette lampe.
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Exercice 11
Un volume de 1 L d'eau est chauffé à l'aide d'une
bouilloire électrique. On considère que l'énergie
électrique utilisée par la bouilloire est fournie par
la centrale nucléaire la plus proche.
Calculer le rendement global des conversions d'énergie depuis l'uranium jusqu'à l'eau.
Calculer le rendement global des conversions d'énergie depuis l'uranium jusqu'à l'eau.
Rendements de conversion
- Le rendement de conversion des centrales nucléaires françaises est compris entre 31 % et 37 %.
- Le rendement d'acheminement de l'électricité par le réseau électrique est d'environ 94 %.
- Le rendement de conversion de l'énergie reçue par la bouilloire en énergie thermique de l'eau est d'environ 82 % (il dépend du taux de remplissage de la bouilloire et de l'isolation thermique).
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Exercice 12
Lors du stockage de l'énergie électrique sous forme
potentielle dans une STEP, le rendement de la phase de
charge est de 90 % et le rendement global du stockage
(phase de charge et phase de décharge) est de 75 %.
Calculer le rendement de la phase de décharge.
Calculer le rendement de la phase de décharge.
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Chaînes énergétiques
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Exercice 13
Construire la chaîne énergétique allant de
l'uranium à l'eau de la bouilloire de l'exercice 11.
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Exercice 14
Construire la chaîne énergétique allant de l'eau
alimentant un barrage hydroélectrique jusqu'au pain
dans un grille-pain.
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Exercice 15
Une hydrolienne est un turbo-alternateur placé
sous l'eau qui utilise l'énergie mécanique de l'eau et des
courants marins comme une éolienne utilise l'énergie
mécanique du vent.
Réaliser la chaîne énergétique de l'hydrolienne.
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Effet Joule
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Exercice 16
Calculer la puissance perdue par effet Joule dans
un conducteur de résistance R=20\:\Omega parcouru par un
courant d'intensité I=2,5 \mathrm{~A}.
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Exercice 17
Calculer l'énergie dissipée par effet Joule dans un
fil électrique de résistance R=2,0\:\Omega traversé par un
courant I=200 \mathrm{~mA} pendant une journée. Exprimer le
résultat en watt-heure (W·h).
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Exercice 18
Une bouilloire permet de chauffer de l'eau avec
une puissance thermique de 2 000 \mathrm{W} pour une tension
de 220 \mathrm{V} et a une résistance de 20 Ω.
1. Calculer l'intensité du courant circulant dans la bouilloire.
2. En déduire la puissance électrique alimentant
la bouilloire.
3. Retrouver le rendement de 82 % donné dans
l'exercice 11.
1. Calculer l'intensité du courant circulant dans la bouilloire.
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