Chapitre 1 : Production d électricité

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1 Chapitre 1 : Production d électricité A notre époque, et sans électricité, la vie quotidienne serait difficilement envisageable. Il est donc nécessaire de savoir la produire de manière efficace et continue. Pour répondre à la consommation croissante d électricité, il a fallu inventer et construire des usines capables de produire de l électricité en grande quantité. I. Comment produire une tension? 1. Comment est constitué un de vélo? On y trouve une bobine (enroulement de fil de cuivre), un aimant et un galet. Dans certains modèles, l aimant est mobile et la bobine fixe, dans d autres, c est le contraire. La partie mobile est appelée le rotor. La partie fixe est appelée le stator. Le galet frotte sur la roue et permet de mettre en rotation le rotor. Schéma d un de bicyclette 2. Propriétés d une bobine Galvanomètre 0 m A Quand on déplace un aimant devant une bobine ou inversement une bobine devant un aimant, il se crée un courant donc une tension aux bornes de la bobine. Cette tension est nulle si le mouvement cesse. Aimant Bobin Fils de 3. Les s Lorsque l de bicyclette tourne, un courant est visualisé. On produit industriellement l énergie dans une centrale à l aide d s comportant des aimants et des bobines par rotation du rotor autour du stator. La mise en mouvement du rotor est due à l action d une turbine dans la très grande majorité des cas. Il y a donc ici conversion d énergie en énergie.

2 Activité 2 P117 clg Exercice 22 P 127 II. Les centrales s 1. Quelles sont les sources d'énergie? Il existe deux grandes familles de sources d'énergie pour produire l'électricité: Les énergies non renouvelables : L'énergie fissile : l'uranium, un minerai contenu dans le sous-sol de la Terre. L'énergie fossile : éléments contenus dans le sous-sol de la Terre tels que le charbon, le fioul (issu du pétrole) et le gaz. Les énergies renouvelables : ce sont des sources d'énergies que la nature renouvelle en permanence : L'énergie hydraulique : La force de l'eau des chutes retenue par des barrages ou celle des marées. L' énergie éolienne : La force du vent. L' énergie solaire : Les rayons du soleil. L'énergie de la géothermie : La chaleur du sous-sol. L'énergie de la biomasse : La combustion de la matière organique (plantes, arbres, déchets animaux, agricoles ou urbains). La turbine (n'existe pas dans toutes les centrales) et l' sont les éléments indispensables à la production de courant. La partie commune à toutes ces centrales est. 2. Quels sont les principaux types de centrales s et leur partie commune? Activité 1 P clg Il existe cinq principaux types de centrales s : 1.les centrales à combustibles fossiles (charbon, pétrole et gaz naturel) dites centrales thermiques classiques, 2.les centrales nucléaires qui sont également des centrales que l on peut qualifier de thermiques, 3.les centrales hydros, 4.les centrales solaires ou photovoltaïques, 5.les centrales éoliennes. 3. Le fonctionnement des centrales et les différentes conversions d énergie Activité vidéo edf a) Rappel mathématique: 6 Le préfixe M, méga, signifie 10 fois l unité, soit un million de fois l unité. 9 Le préfixe G, giga, signifie 10 fois l unité, soit un milliard de fois l unité. 12 Le préfixe T, téra, signifie 10 fois l unité, soit mille milliard de fois l unité.

3 b) Les chaines énergétiques A partir des documents ci-dessous, nous allons reconstituer les «chaînes énergétiques» des principaux types de centrales s. Document n 1 : «Matières premières» Document n 2 : «s primaires» Soleil chimique Minerai d uranium Vent nucléaire Eau rayonnante Combustibles fossiles Centrale éolienne Les pales de l éolienne sont mise en mouvement par le vent, elles entrainent avec elles un axe qui fait tourner la génératrice de courant. Les éoliennes les plus fréquentes ont une puissance de 1,5 MW. Production totale d énergie éolienne en France en 2003 : 375 GWh Puissance totale installée en France en 2004 : 385 MW. Vent hélice Centrale hydraulique L eau qui s écoule fait tourner une turbine qui fait tourner un. Expérience turbine Les centrales hydrauliques ont une puissance qui peut aller de 1000 W pour une centrale individuelle à 500 MW pour un barrage d importance. Production totale d énergie hydraulique en France en 2003 varie de 65 à 80 TWh selon l intensité des pluies. Eau turbine Centrale solaire thermique Les rayons du Soleil sont concentrés pour chauffer un fluide qui en se vaporisant fait tourner une turbine qui fait tourner un. Puissance de l ordre de quelques MW. Prototype en France sur le site de Targassonne dans les Pyrénées fut exploité de 1983 à 1986 (2,5 MW) La plus grande centrale thermique solaire, en Californie, a une puissance de 150 MW. Soleil rayonnante thermique eau turbine

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5 Exercice 10, 13, 24 P Quel est le principe commun à toutes les centrales s? Une centrale fonctionne grâce à : un réservoir d énergie dite primaire qui sera transformée en énergie, une turbine qui possède de l énergie du fait de son mouvement de rotation (sauf centrale éolienne et photovoltaïque), un qui convertit l énergie de la turbine en énergie. chimique nucléaire rayonnante Source d énergie primaire Convertisseur d énergie primaire thermique ou Turbine Transformateur Page 5 sur 5