QCM N° 15 Conversions d'énergie, questionnaire

QCM N° 15

Conversions d'énergie

QCM N° 15 : Conversions d'énergie AIDE Pour chaque question, indiquer la (ou les) bonne(s) réponse(s).
	Énoncé	A	B	C	R
1	La puissance s’exprime en :	watt	joule	seconde	A
2	La puissance d’un appareil domestique :	Ne dépend pas de la durée d’utilisation	Dépend de l’appareil	Dépend de la durée d’utilisation	AB
3	La relation entre la puissance P, l’énergie W et la durée de fonctionnement Δt d’un système est :	P = W . Δt	W = P . Δt		B
4	La tension aux bornes d’un dipôle est mesurée :	Par un ampèremètre branché en série	Par un voltmètre branché en série	Par un voltmètre branché en dérivation	C

5	La courbe de la figure 1 représente :	La caractéristique d’un générateur	La puissance d’un conducteur ohmique	La caractéristique d’un conducteur ohmique	A
6	D’après la courbe de la FIGURE 1, on peut déduire que :	Quand I = 0, U = 0	Quand I = 0, U = E	Quand I = 0, U = r . I	B
7	L’effet Joule est associé à :	Un transfert thermique	Un échauffement d’un conducteur ohmique	Un refroidissement d’un conducteur ohmique	AB
8	Le long d’une chaîne énergétique :	L’énergie ne se conserve pas	Il y a transfert d’énergie	L’énergie est détruite	B
9	La dégradation d’énergie correspond à :	Des pertes d’énergie entre l’entrée et la sortie de la chaîne énergétique	Des pertes qui peuvent être dues à des frottements	Un vieillissement de l’énergie	AB

10	On considère la FIGURE 2. Quelle proposition associe correctement le numéro et la forme d’énergie ?	1 Énergie thermique 2 Énergie lumineuse 3 Énergie mécanique	1 Énergie lumineuse 2 Énergie thermique 3 Énergie mécanique	1 Énergie mécanique 2 Énergie lumineuse 3 Énergie thermique	C
11	Dans un circuit électrique, le générateur :	Reçoit de l’énergie de la part du circuit	Fournit de l’énergie au reste du circuit	N’échange pas d’énergie avec le reste du circuit	B
12	L’énergie électrique W_E reçue par un récepteur dont la tension à ses bornes est 3,0 V lorsqu’il est parcouru par un courant d’intensité 1,0 A pendant une durée de 20 ms vaut :	3 W	6 x 10 ¹J	6 x 10 ^{– 2}J	C
13	La puissance de transfert de cette énergie vaut :	6 x 10 ^{– 2}J	6 x 10 ¹J	3 W	C
14	La puissance mise en jeu par effet Joule dans un conducteur ohmique de résistance R parcouru par un courant d’intensité I et dont la tension à ses bornes vaut U est :	R . I		R . I ²	C
15	La loi d’Ohm peut s’écrire : U_AB = R . I :	La tension U_AB est inversement proportionnelle à l’intensité du courant I	La résistance R est proportionnelle à l’intensité du courant I	La tension U_AB est proportionnelle à l’intensité du courant I	C
16	La tension U_PN aux bornes d’un générateur de tension peut s’exprimer sous la forme : U_PN = E – R . I	La tension U_PN est augmente si l’intensité du courant I augmente	La tension U_PN est augmente si l’intensité du courant I diminue	La tension U_PN est indépendante de l’intensité du courant I.	B
17	Pour que le rendement de conversion soit doublé tout en conservant une énergie utile constante, il faut que l’énergie reçue soit :	Doublée	Divisée par deux	Quadruplée	B

Questionnaire a été réalisé avec Questy

Pour s'auto-évaluer

Essentiel

- Puissance :

moteur

électrolyseur

- La tension U_AB aux bornes d’un récepteur actif, parcouru par un courant d’intensité I qui le traverse de A vers B est donnée par la relation suivante :

- U_AB = E’ + r’ . I

I intensité en ampère A

U_AB tension en volt V

E' (f.c.e.m en volt V) force contre électromotrice

Tension minimale qu’il faut appliquer

aux bornes du récepteur pour qu’il fonctionne.

r’ Résistance interne du récepteur en ohm Ω

- Un récepteur électrique actif est un convertisseur d’énergie. Il convertit une partie de l’énergie électrique qu’il reçoit en une autre forme d’énergie autre que la chaleur.

- Énergie reçue par le récepteur, parcouru par un courant d’intensité I qui le traverse de A vers B, pendant la durée Δt :

W_E = U_AB . I . Δt

Énergie totale reçue par le récepteur

W_u = E’ . I . Δt

Énergie utile : énergie convertie par le récepteur

en une autre forme d’énergie

(énergie mécanique pour le moteur,

énergie chimique pour l’électrolyseur)

W_j = Q_j = r’. I². Δt

Énergie électrique dissipée par effet joule

- Principe de conservation de l’énergie : W_E = W_u + W_j

- Pour obtenir le bilan de puissance, on divise l’expression du bilan énergétique par la durée Δt.

P_E = U_AB . I

Puissance totale reçue par le récepteur

P_u = E’. I

Puissance utile : Puissance convertie par le récepteur

P_j = r’. I²

PPuissance électrique dissipée par effet joule

- Loi d’ohm relative à un générateur linéaire.

- Comme générateur, on connaît la pile électrochimique ou l’accumulateur électrique, batterie.

- Schéma :

générateur linéaire

- La tension U _PN aux bornes d’un générateur, qui délivre un courant d’intensité I, qui le traverse de N vers P , est donnée par la relation suivante :

- U_PN = E - r . I

- Bilan énergétique dans un générateur électrique.

- Le générateur est un convertisseur d’énergie. Il convertit une partie de l’énergie qu’il reçoit en énergie électrique.

- Énergie fournie par le générateur, qui délivre un courant d’intensité I qui le traverse de N vers P, pendant la durée Δt :

- W_E = U _PN . I . Δt

- W_E = (E - r . I) . I . Δt

- En développant, on obtient :

- W_E = E . I . Δt - r. I² . Δt avec W _g = E . I . Δt et W_j = Q_j = r. I². Δt

- Récapitulatif :

W_E = U_PN . I . Δt

Énergie électrique transférée du générateur au reste du circuit

C’est l’énergie disponible aux bornes du générateur

et pouvant être utilisée par les différents dipôles.

W_g = E . I . Δt

Énergie totale du générateur : énergie reçue par le convertisseur.

W_j = Q_j = r. I². Δt

Énergie électrique dissipée par effet joule à l’intérieur du générateur

- Principe de conservation de l’énergie : W_E = W_g - W_j => W_g = W_E + W_j

- Caractéristique d’un conducteur ohmique :

- Montage :

montage

- Caractéristique intensité-tension :

graphe : intensité-tension

- Tension aux bornes d’un dipôle :

Tension

- Bilan énergétique d’un récepteur :

Récepteur

- Bilan énergétique d’un générateur :

générateur

- Rendement d’un récepteur.

- Toute l’énergie reçue par le récepteur électrique W_E n’est pas convertie en énergie utile W_u

- Une partie de l’énergie est dissipée par effet joule.

- On définit ainsi le rendement du récepteur :

- Le rendement d’un récepteur est le rapport de l’énergie utile W_u par l’énergie totale reçue W_E par le récepteur :

- Remarques : le rendement est un nombre qui n’a pas d’unité

- Un rendement est toujours inférieur à 1 : η < 1

- Un rendement peut s’exprimer en pourcentage, dans ce cas : η < 100 %.

- Solution :

- On veut que le rendement soit doublé sans changer l’énergie utile :

- Rendement d’un générateur.

- Le rendement d’un générateur est le rapport de l’énergie utile W_E par l’énergie totale W_g :

- Remarques : le rendement est un nombre qui n’a pas d’unité

- Un rendement est toujours inférieur à 1 : η < 1

- Un rendement peut s’exprimer en pourcentage, dans ce cas : η < 100 %.

Questionnaire a été réalisé avec Questy

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