Exercices d application. L électricité dans la chaîne d énergie

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1 Exercices d application L électricité dans la chaîne d énergie

2 ÉNERGIE STOCKÉE DANS L ACCUMULATEUR D UN DRONE L AR.Drone Parrot est équipé de trois cellules au lithium fournissant chacune une charge de 334 mah sous une tension de 11,1 V. Calculez l énergie (en Wh) embarquée par le drone lorsque la batterie est chargée : Exprimez l énergie en J : ÉNERGIE STOCKÉE DANS UNE BATTERIE La Prius est un véhicule automobile équipe d une motorisation électrique alimentée par une batterie. Lors des démarrages en cycle urbain la batterie doit être capable de fournir seule l énergie nécessaire à 30 démarrages permettant de faire passer le véhicule de 0 à 30 km/h en 3,3 s. Par ailleurs, une réserve doit lui permettre dans ces conditions d alimenter tous les appareils électriques. Pour tous ces usages, l'énergie électrique stockée dans la batterie s'élève à 1,7 kwh. La puissance maximale de la batterie est de 27 kw sous une tension moyenne de 207 V. Quelle est la valeur du courant continu maximum délivré par la batterie? Page 1 / 8

3 Quelle est la capacité de cette batterie exprimée en Ah? ÉNERGIE CONSOMMÉE PAR UN APPAREIL ÉLECTRIQUE Un four électrique, alimenté sous une tension U eff de 230 V efficace, est traversé par un courant efficace I eff de 10 A. Calculez la puissance électrique P de ce four : Le four fonctionne pendant deux heures. Calculez l énergie électrique E consommée durant ce temps en Wh : Exprimez l énergie consommée en J : ÉNERGIE CONSOMMÉE PAR UNE LAMPE À INCANDESCENCE Une lampe à incandescence d une puissance de 40 W est alimentée par le réseau domestique. Calculez le courant Ieff consommé par la lampe lorsqu elle est allumée : Page 2 / 8

4 Calculez l énergie E (en Wh) consommée annuellement par la lampe si elle reste allumée deux heures par jour en moyenne : MOTEUR ASYNCHRONE ALIMENTÉ EN TENSION MONOPHASÉE Un moteur asynchrone monophasé absorbe un courant efficace I eff de 15 A. La valeur efficace de la tension d alimentation U eff est de 230 V. Le facteur de puissance F p du moteur est de 0,96. Le rendement du moteur est de 85 % Calculez la puissance apparente S consommée par ce moteur : Calculez la puissance active P absorbée par le moteur : Calculez la puissance mécanique utile Pu disponible sur l arbre le moteur : Page 3 / 8

5 MOTEUR ASYNCHRONE ALIMENTÉ EN TENSION MONOPHASÉE On donne le relevé de la tension u(t) aux bornes du moteur et de i(t) le courant qui traverse le moteur asynchrone monophasé : Les calibres utilisés pour ce relevé sont les suivants : u(t), 50 V/div ; i(t), 1 A/div ; base de temps 1ms/div. Relevez la période de la tension u(t) : Relevez la valeur maximale U max de la tension aux bornes du moteur : Page 4 / 8

6 Relevez la valeur maximale I max du courant traversant le moteur : Calculez la fréquence f de la tension appliquée aux bornes du moteur : Calculez la valeur efficace U eff de la tension : Calculez la valeur efficace I eff du courant : Mesurez le décalage temporel t d entre la tension et le courant : Calculez le déphasage φ en radians et en degrés entre la tension et le courant : Calculez la puissance active P absorbée par le moteur : Le moteur délivre une puissance mécanique Pu égale à 600 W. Calculez le rendement η du moteur : Page 5 / 8

7 LOI D OHM Pour les montages suivants, calculez la grandeur électrique inconnue : Association de résistances Pour les montages suivants, calculez la résistance équivalente aux associations de résistances (R1= 10 k, R2 = 4,7 k, R3 = 1 k ) : Page 6 / 8

8 LOI DES MAILLES Exprimez U 3 en fonction de E, U 1 et U 2 : Effectuez l'application numérique (E = 10V, U 1 = 3V et U 2 = 2V) : DIVISEUR DE TENSION Exprimer U 4 en fonction de U e, R 4 et R 5 : Effectuez l'application numérique (U e = 15V, R 4 = 1 k, R 5 = 1 k ) : Pour le montage de l'exercice sur la loi des mailles, calculez R 3, R 2 et R 1 sachant que R 1 +R 2 +R 3 = 100 k : Page 7 / 8

9 ANALYSE COMPLÈTE D UN CIRCUIT : Pour le montage ci-dessus, établir l'expression littérale des tensions U 1, U 2, des courants I, I 2 et I 3 en fonction des éléments connus : Effectuez les applications numériques : Page 8 / 8