CI [Année] 3 - Quelle est la source d énergie extérieure utilisée par l objet technique et quel élément permet-il de la convertir?

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1 CI [Année] 3 - Quelle est la source d énergie extérieure utilisée par l objet technique et quel élément permet-il de la convertir? Lampe de séjour Sommaire : 1. Associer à chaque bloc fonctionnel les composants réalisant une fonction. & Indiquer la nature des énergies utilisées pour le fonctionnement de l objet technique Etablir un croquis du circuit d alimentation énergétique d un objet technique. & Identifier les éléments qui composent les chaînes d énergie Mettre en place et interpréter un essai pour mettre en évidence une propriété électrique donnée Comparer les quantités d énergie consommées par plusieurs objets techniques. 4 Calcul de l efficacité énergétique d une lampe Mesure de la montée en puissance d une ampoule Fluo compacte : Identifier les éléments qui déterminent le coût d un objet technique... 7

2 1. Associer à chaque bloc fonctionnel les composants réalisant une fonction. & Indiquer la nature des énergies utilisées pour le fonctionnement de l objet technique. Donner le nom et la fonction technique des composants de la maquette : Indiquez l énergie utilisée par cet objet technique : 1

3 2. Etablir un croquis du circuit d alimentation énergétique d un objet technique. & Identifier les éléments qui composent les chaînes d énergie. A l aide du logiciel «Circuit Construction Kit», reproduire le circuit électrique ci-dessous : Voici ci-contre un exemple du montage à reproduire : Compléter le tableau ci-dessous avec vos mesures : Tension de la pile (V) : Résistance (Ω) : Intensité (A) : Tension aux bornes de la lampe (V) : 9 V 1 Ω A V 9 V 2 Ω A V 9 V 3 Ω A V 9 V 4 Ω A V 9 V 5 Ω A V 9 V 6 Ω A V 9 V 7 Ω A V Que remarquez-vous sur le rapport qu il existe entre la résistance et la luminosité de la lampe? 2

4 3. Mettre en place et interpréter un essai pour mettre en évidence une propriété électrique donnée. Que consomment les différentes ampoules? Les consommations annoncées sont-elles exactes? Vous allez mesurer la consommation réelle des trois types de lampe à l aide du «consomètre» Type de lampe : Lampe halogène Puissance indiquée par le fabricant : Puissance réellement consommée : Lampe fluorescente Lampe à diode électroluminescente (DEL) A votre avis, pourquoi constate-t-on une différence entre les puissances annoncées par les fabricants et celles mesurées? 3

5 4. Comparer les quantités d énergie consommées par plusieurs objets techniques. Selon vous quels sont les critères à prendre en compte lorsque vous choisissez l éclairage de votre habitation? Nous souhaitons connaître les principales différences entre trois lampes courantes afin de réaliser un choix qui permette de réaliser des économies d énergie tout en préservant le confort d utilisation, c'est-à-dire un bon éclairage des pièces. Relevez les caractéristiques principales de chaque lampe mise à votre disposition en complétant le tableau ci-dessous, donnez deux avantages et deux inconvénients en vous aidant de la Fiche ressources n 1 : Type de lampe : Caractéristiques techniques : Lampe halogène Principe de Avantages : Inconvénients : Lampe fluorescente Principe de Avantages : Inconvénients : Lampe à diode électroluminescente (DEL) Principe de Avantages : Inconvénients : 4

6 Calcul de l efficacité énergétique d une lampe. L efficacité énergétique d un produit est le rapport entre l énergie efficace restituée (par exemple la lumière émise) et la consommation d énergie (par exemple l électricité consommée). Pour un résultat donné, moins le produit consomme d énergie, plus on dit qu il est efficace énergétiquement. Pour une ampoule d éclairage : L efficacité énergétique = lumière émise (Lux) / consommation électrique (Watt) A partir des mesures de consommation et de luminosité, calculer et comparer les efficacités énergétiques des différentes ampoules. Type de lampe : Lampe halogène Luminosité mesurée (Lux) : 130 Lux (0 ) Puissance réellement consommée (W) : Efficacité énergétique (Lux/W) : 290 Lux (50 ) 230 Lux (90 ) Lampe fluorescente 318 Lux (0 ) 336 Lux (50 ) 216 Lux (90 ) Lampe à diode électroluminescente 233 Lux (0 ) 100 Lux (50 ) 48 Lux (90 ) A l aide de vos calculs et du tableur grapheur «OpenOffice Calc», reproduisez le graphique ci-dessous : Quel inconvénient majeur présente les lampes à DEL au regard de ce graphique? 5

7 Mesure de la montée en puissance d une ampoule Fluo compacte : On constate que l ampoule fluo compacte n est pas performante dès l allumage mais qu il lui faut un temps de chauffe pour atteindre sa pleine efficacité. A l aide du «consomètre», mesurez à intervalles de temps réguliers la puissance consommée par les lampes fluo compactes afin de compléter le tableau suivant : Temps depuis l'allumage (minutes) Puissance consommée par 3 lampes (en Watt) 0:30 W 1:00 W 1:30 W 2:00 W 2:30 W 3:00 W 3:30 W 4:00 W 4:30 W 5:00 W 5:30 W 6:00 W 6:30 W 7:00 W 7:30 W 8:00 W 8:30 W 9:00 W A l aide de vos relevés et du tableur grapheur «OpenOffice Calc», reproduisez le graphique ci-dessous : Pour quel type d utilisation déconseillez-vous l usage de cette ampoule fluo compacte : 6

8 5. Identifier les éléments qui déterminent le coût d un objet technique A partir de la Fiche ressources n 2, déterminez le prix du kwh si l abonné souscrit pour une option Base avec une puissance de 6 kva :. /kwh TTC Complétez le tableau suivant afin de déterminer les coûts réels que représente l utilisation de ces lampes : Lampe fluorescente Ampoule Spot 20 Lampe halogène LED E14/1 Watt Type de lampe : Prix d achat : 1,60 7,40 8,20 Puissance indiquée par le fabricant : 40 W 9 W 1 W Durée de vie : 1000 heures heures heures Energie consommée pour 1000 heures de = 40 x 1000 = 40 kwh = x 1000 = kwh = x 1000 = kwh Coût du kwh retrouvé ci-dessus :.. /kwh Coût de la lampe à 1000 heures de = (Energie x coût du kwh) + Prix d achat = = (Energie x coût du kwh) + Prix d achat = = (Energie x coût du kwh) + Prix d achat = Coût de la lampe à 0 heures de Coût de la lampe à 1000 heures de Coût de la lampe à 2000 heures de 1,60 7,40 8,20 = = = = = = A partir de combien d heures de fonctionnement est-il intéressant d utiliser des lampes basses consommations?. Heures A partir de combien d heures de fonctionnement est-il intéressant d utiliser des lampes à DEL?. Heures 7