Exercice pour s'entrainer, terminale enseignement scientifique

Questions de cours

1. Préciser la conversion énergétique réaliser par un panneau photovoltaïque. Proposer une autre conversion directe d'énergie produisant de l'énergie électrique.
2. Que représente le stockage de l'énergie électrique sous forme d'énergie chimique ?
3. Définir ce qu'est l'effet Joule.
4. Classer les éléments suivants en 2 catégories : les sources d'un réseau électrique et les cibles d'un réseau électrique :

• Les logements
• Les usines
• Les centrales nucléaires
• Les éoliennes
• Les établissements scolaires.

Réseau électrique

On s'intéresse à un réseau électrique simple constitué de 2 sources de production d’énergie électrique notée S1 et S2.

S1 peut produire une puissance maximale de 12kW.

S2 peut produire une puissance maximale de 24kW.

Une ligne de distribution haute tension relie S1 à un ensemble de transformateur noté T. Cette ligne possède une résistance de 2Ω.

Une ligne similaire relie la source S2 à T. Une résistance de 3Ω caractérise cette ligne.

Une ligne de distribution haute tension de résistance 3Ω relie T à une cible C dont l’intensité de fonctionnement est  et la tension est [pic 1][pic 2]

1. Représenter le réseau sous forme de schéma orienté.
2. Calculer la puissance électrique  consommée par la cible.[pic 3]
3. Calculer la puissance dissipée par effet Joule sur la ligne  en W puis en kW.[pic 4]
4. Utiliser la loi des nœuds pour trouver une relation entre  et .[pic 5][pic 6]
5. Montrer que la puissance dissipée par effet Joule dans la ligne  s'écrit : [pic 7][pic 8]

Montrer que la puissance dissipée par effet Joule dans la ligne  s'écrit : [pic 9][pic 10]

1. Montrer que la puissance totale dissipée par effet Joule s'écrit : [pic 11]

On a représenté la fonction mathématique de  en fonction de  (ci-dessous).[pic 12][pic 13]

[pic 14] [pic 15][pic 16]

1. Quel est, selon vous la valeur optimale de . Justifier votre réponse à l’aide du graphique. [pic 17]
2. En déduire la valeur de  et .[pic 18][pic 19]

Correction

Questions de cours

1. Le panneau photovoltaïque convertit l'énergie de rayonnement en énergie électrique. C'est une conversion directe.

Parmi les conversions directes d'énergie en énergie électrique, on peut citer les piles qui convertissent l'énergie chimique en énergie électrique, ou les barrages qui convertissent l'énergie mécanique en énergie électrique.

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