L énergie électrique consommée

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1 Thème 1 : Confor dans l habia X1 correcion L énergie élecrique consommée xercice 1 nergie hermique consommée annuellemen par la cenrale 1,2.10 2,. 10 consommée 10 3, J consommée, W.h,7.10 kw.h 2.2. n une année, une cenrale hermique produi 2,4.10 kwh d élecricié. Rendemen de conversion de la cenrale xercice 2 L'unié de la puissance élecrique es le wa L'unié de l'énergie élecrique es le waheure ou le joule On peu déerminer la puissance élecrique d'un appareil par la formule P L'énergie élecrique consommée par un appareil es donnée par la formule P xercice 3 1) La urbine d une cenrale hermique reçoi en une heure une énergie de 270 GJ e l alernaeur fourni au réseau élecrique une énergie de 208 GJ Rendemen de la cenrale : nergie fournie 208 rend 0,77 77% nergie reçue 270 2) 2.1. n une année, une cenrale hermique a consommé 1,2.10 de charbon 1 de charbon libère par combusion une énergie hermique de 2, J nergie fournie 2,4.10 rend nergie consommée,7.10 0,25 25 % 3) Une cenrale nucléaire a une puissance de 1800 MW ; cee puissance es fournie au réseau en moyenne 200 jours par an Énergie libérée par an par la cenrale P , W.h 8,4.10 kw.h 3.2. Une éolienne fourni par an une énergie de 1,0.10 kwh Nombre d éolienne nécessaires pour obenir, en un an, une même quanié d énergie que celle fournie par la cenrale 8,4.10 néolienne 8, , éoliennes xercice 4 1) Le lave-linge d une insallaion familiale es uilisé 48 semaines dans l année à raison de 4 cycles par semaine. Pour chaque cycle, il consomme 1 kwh. nergie consommée par semaine : 4 kwh nergie consommée annuellemen kwh

2 2) Un éclairage de puissance oale 500 W foncionne 335 jours, par an a raison de 4 heures par jour. Durée d uilisaion annuelle h nergie consommée annuellemen P W.h 70 kw.h 3) Une cafeière élecrique chauffe 0,3 L d'eau en 4 minues e compore sur sa fiche signaléique les indicaions suivanes: 230 V ; 750 W. Grandeurs physiques associées - à 230 V : valeur de la ension d alimenaion - à 750 W : valeur de la puissance de la cafeière Durée d uilisaion : s nergie consommée par la cafeière P J 180 kj 4) Une lampe de bureau de puissance 80 W foncionne pendan 2h30mn. nergie élecrique consommée P 80 2, Wh J 720 kj Nombre moyen d heures par semaine 24 5,5 h 5 h 30 min 48 7) Un écran d ordinaeur LCD-LD de 24 pouces a consommé 73 W.h en 2h30 de foncionnemen 73 Puissance de l écran P 2,2 W 2,5 xercice 5 1) Foncionnemen d un four élecrique de puissance 2 kw, lors de la cuisson d un poule duran 45min. nergie consommée 45 min 0,75 h P 2 0, 75 1,5 kw.h Pr ix 1,5 0, 13 0,20 euros 2) Pour l éclairage d un sade, on a insallé 12 projeceurs de 2 kw chacun. L éclairage foncionne pendan 3 heures. nergie consommée P kw.h Pr ix , euros 5) Une pompe es consiuée d un moeur à couran coninu (0V ; 400 W) La pompe consomme une énergie de 700 Wh Durée d uilisaion de la pompe 700 P 1,75 h P 400 1h 45 min ) Le fer à repasser de puissance W consomme annuellemen 24 kwh. Il es uilise 48 semaines dans l année. Durée d uilisaion sur l année P P h 3) Puissance du fer : 2200 W. Durée du repassage : 4 h. Le fer ne foncionne que 30% du emps d'uilisaion. Durée de foncionnemen du fer 0,3 4 1,2 h nergie consommée P , W.h 2,4 kw.h Pr ix 2,4 0, 13 0,34 euros

3 4) Un salon de coiffure comprend : - lampes de 100 W chacune, - 4 ubes de 200 W chacun - 4 sèche-cheveux de W chacun. Ces appareils foncionnen 3h30 min par jour. Le salon es ouver 20 jours par mois Puissance de ous les appareils P W nergie consommée par jour P 200 3, W.h 21,7 kw.h nergie consommée par rimesre 21, kw.h Dépense rimesrielle Pr ix , 13 1 euros xercice Un aquarium ropical se compose des appareils élecriques suivans : - 5 lampes de puissance 50 W chacune foncionnan 10 h par jour - une pompe d élévaion de l eau de puissance 80 W foncionnan 24 h par jour - une pompe de brassage de l eau de puissance 27 W foncionnan 24 h par jour - résisance chauffane de puissance 300 W foncionnan 24 h par jour nergie consommée par jour, par les 5 lampes 1 P W.h nergie consommée par jour, par la pompe d élévaion 2 P W.h nergie consommée par jour, par la pompe de brassage 3 P W.h nergie consommée par jour, par la résisance chauffane 4 P W.h nergie consommée par jour par l ensemble des appareils W.h 12,3 kwh nergie consommée par mois : 12, kw.h Coû mensuel : prix 3 0, 10 3, euros xercice 7 Un lave-linge comprend : une résisance élecrique, de puissance P W, pour chauffer l eau de lavage ; un moeur pour faire ourner le ambour, de puissance P2 130 W, pour le lavage, e P3 170 W, pour l essorage. Au cours d un cycle à 40 C, la résisance élecrique foncionne pendan 15 minues, le moeur pendan 45 minues pour le lavage e 15 minues pour l essorage. Conversions d énergie effecuées par la résisance élecrique, e par le moeur La résisance reçoi de l énergie élecrique e la ransforme inégralemen en énergie hermique, en chaleur. Le moeur reçoi de l énergie élecrique e la ransforme en énergie mécanique e en énergie hermique Durée de foncionnemen de la résisance élecrique 1 15 min 0,25 h Durée de foncionnemen du moeur élecrique 2 45 min 0,75 h 3 15 min 0,25 h nergie consommée par le lave-linge pour un cycle à 40 C P P2 2 P3 3

4 1700 0, , , W.h 0,55 kw.h La consommaion d énergie pour un cycle à 0 C es de 1, kwh. Cee consommaion es supérieure car la résisance élecrique va chauffer l eau plus longemps pour l amener à la bonne empéraure. La consommaion d énergie de la résisance éan plus imporane, la consommaion du cycle sera égalemen plus imporane. Consommaion annuelle moyenne d une famille française : W.h 10 kw.h prix 10 0, euros xercice 8 Consommaion normale : 150 W Consommaion en veille : 5 W n 2010, un Français passe en moyenne 3h30 par jour devan son éléviseur allumé. On suppose que le rese du emps, le éléviseur es en veille Durée de foncionnemen du éléviseur par an 35 3, ,5 h Durée de la veille 35 20, ,5 h nergie consommée par le éléviseur en foncionnemen P , W.h 12 kw.h nergie consommée par le éléviseur en veille P , ,5 W.h 37,4 kw.h Cou du foncionnemen du éléviseur prix 12 0, euros Cou du foncionnemen du éléviseur en veille prix 37,4 0, 13 4, euros Rappor des cous énergéiques du éléviseur allumé e en veille. cou dela veille rappor cou de foncionnemen du éléviseur 4, rappor 0,20 20% 25 xercice La foncion veille de nos appareils, de peie puissance, peu foncionner 24 heures par jour. La puissance cumulée des veilles des appareils domesiques peu êre esimée a environ 0 W par ménage en moyenne. On dénombre 27, millions de ménages en France. Consommaion élecrique annuelle des veilles des appareils domesiques d une famille P W.h 52 kw.h Cou annuel prix 52 0, 13 8,4 euros Pourcenage de l énergie consommée qui es uilisée par la foncion veille des appareils 52 pourcenage de la veille 0, ,5%,5% de l énergie consommée par les ménages es due à la veille des appareils élecriques nergie consommée annuellemen par la veille des appareils de ous les ménages français 27, , kw.h 1, W.h >> 7, W.h

5 xercice 10 1) Congélaeur de classe A nergie consommée au bou de 15 ans : kw.h de la consommaion d élecricié : prix 345 0, ,85 euros 2) Congélaeur de classe A+ nergie consommée au bou de 15 ans : kw.h de la consommaion d élecricié : prix , 13 45,30 euros 3) congélaeur à acheer Calculons le prix de revien de chaque congélaeur en enan compe du prix d acha de l appareil Pour le congélaeur de classe A : prix 512, ,85 euros Pour le congélaeur de classe A+ : prix 45, ,3 euros Remarque : on peu monrer que le congélaeur de classe A++ sera plus inéressan sur une durée de 20 ans