TD N 11 : Puissance et énergie DÉROULEMENT DE LA SÉANCE

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1 TD N 11 : Puissance et énergie DÉROULEMENT DE LA SÉANCE TITRE ACTIVITÉS PROF ACTIVITÉS ÉLÈVES MOYENS DURÉE - Fin du TD { 2 heures} TD N 11 Electro PAGE N 1 / 9

2 Tableau de comité de lecture DATE DE LECTURE LECTEUR OBSERVATION REMARQUE RÉDACTEUR DATE MODIFICATION QUOTE OF MY LIFE : Fournir ma contribution aux autres est ma philosophie Et la vôtre? Si vous avez lu ce document et que vous avez des remarques à faire, n'hésiter pas et écrivez-moi Ce dossier contient : Un dossier élève Un dossier professeur Un dossier ressource Adresse électronique crochet.david@online.fr Adresse postale TD N 11 Electro PAGE N 2 / 9

3 TD N 11 Puissance et énergie Niveau : T ale BEP Elec Lieu : Salle de travail Durée : 2 heures Organisation : Groupe ½ classe, travail individuel LIAISON AU RÉFÉRENTIEL Les élèves doivent être capables : PRÉREQUIS Les élèves devront être capables : OBJECTIFS Apprendre à (savoir intégré) Apprendre à (savoir actif) NIVEAU D'APPRENTISSAGE Active MÉTHODE TD N 11 Electro PAGES 3 / 9

4 B.E.P. ELEC EXPERIMENTATIONS SCIENTIFIQUES Calcul d'électrotechnique DOSSIER PÉDAGOGIQUE TD N 11 Puissance et énergie Objectifs : Matériel : Documents : Formulaire Cours de techno Cours d'expérimentation scientifique Secteur : Salle de travail Nom, Prénom : Durée : 2 heures Classe, Groupe: TD N 11 Electro PAGES 4 / 9

5 Puissance et énergie La puissance électrique du dipole : La puissance électrique d un dipôle en courant continu est égale au produit de l intensité du courant qui le traverse par la tension existant entre ses bornes. L'énergie électrique U en volts (V) I en ampère (A) P en watts (W). Le dipôle présente à ses bornes une tension U, il est traversé par une quantité d électricité Q durant le temps t de fonctionnement considéré. En courant continu, la quantité d'électricité s'écrira : Q en coulomb (C) I en ampères (A) t en seconde (s) Si le temps t est exprimé en heures, alors la quantité d'électricité Q sera en ampères-heures (Ah). Pour passer d une unité à l autre, on utilise la relation suivant : En courant continu, l énergie s écrira: U en volts U) I en ampères (A) t en seconde (s) W en joules (J). Si le temps t est exprimé en heures, alors l énergie W sera en wattheures (Wh). Pour passer d une unité à l autre, on utilise la relation suivant : Cette énergie électrique est absorbée par un dipôle récepteur ; si le dipôle est générateur, ce sera de l énergie électrique fournie. Or nous savons que : TD N 11 Electro PAGES 5 / 9

6 donc l énergie peut alors s écrire : Cela implique que : Notions de rendement : On peut passer d'une forme d'énergie à une autre par une transformation. Exemple: Passage de l énergie électrique à énergie thermique (le convecteur). Autres exemples Principe de transformation ( dans un système isolé ) : 1) la somme des quantités d'énergie obtenue est égale à la quantité d'énergie initiale ( Rien ne se perd, rien ne se gagne, tout se transforme. 2) il y a toujours apparition d'énergie perdue. Exemple: Moteur électrique L énergie absorbée devient: Si nous raisonnons avec les puissances, la relation s écrie : Le rendement du moteur sera alors : Il est à noter que le rendement n a pas d unité et qu il est forcément inférieur ou égale à 1. On exprime généralement le rendement en pourcentage. Exemple : TD N 11 Electro PAGES 6 / 9

7 Exercices : Exercice 1 : Une lampe absorbe une puissance de 60 W lorsqu elle est alimentée en 220 V. Calculer le courant consommé (I). Exercice 2 : Un moteur de 3 kw de puissance utile a un rendement de 80%, calculer la puissance qu il absorbe (P a ). Exercice 3 : Un alternateur de puissance utile 10 kw a un rendement de 0,9 Calculer la puissance perdue en chaleur (P p ). Exercice 4 : Un moteur à courant continu de puissance utile 1 kw consomme 5 A sous 220 V. Calculer son rendement (η). TD N 11 Electro PAGES 7 / 9

8 Exercice 5 : Une batterie d accumulateurs de 12 V a une charge de 60 Ah (1Ah = 3600 C). Elle alimente deux lampes 12 V, 45 W montées en parallèle. Calculer : l intensité du courant consommé (I) par chacune de ces lampes. La durée au bout de laquelle la batterie sera totalement déchargée. Exercice 6 : Une lampe alimentée sous 220 V consomme 300 Wh en 5 h de fonctionnement. Calculer : la puissance (P) de la lampe. L intensité du courant consommé (I). Exercice 7 : Un générateur d une centrale électrique de puissance électrique utile P u = 125 MW, absorbe une puissance mécanique P a = 130 MW. Calculer le rendement (η) du générateur. TD N 11 Electro PAGES 8 / 9

9 Calculer la puissance perdue (P p ). Déterminer l énergie perdue (W p) en une journée de fonctionnement (24 heures). TD N 11 Electro PAGES 9 / 9