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Cours Bac STAV-01 V8

1- Les sources d’énergie (Contiennent de l’énergie)

L’énergie peut provenir de plusieurs sources différentes.

Une source peut stocker de l’énergie. Elle contient des réserves que l’on peut utiliser.

On distingue deux grandes familles :

→ Sources d’énergie non renouvelables

→ Sources d’énergie renouvelables

Sources d’énergie fossiles Energie Sources

CHARBON SOLAIRE Le soleil

PETROLE HYDRAULIQUE L’eau

GAZ ÉOLIENNE Le vent

Sources d’énergie fissiles BIOMASSE Les végétaux

URANIUM GÉOTHERMIQUE Chaleur du sous-sol

2- Les formes d’énergie (Stockées dans la source)

De même qu’il existe différentes sources d’énergie, il existe différentes formes d’énergie qu’on peut

identifier à une forme de stockage de l’énergie.

Sources d’énergie Stocke l’énergie sous forme

Soleil

Énergie thermique (Chaleur)

Énergie lumineuse (Radiative)

Énergie chimique (Energie due aux réactions chimiques : Combustion)

Résumé du cours

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Énergie thermique (Chaleur)

Énergie cinétique : Énergie qui dépend de la vitesse et de la masse du corps, plus la vitesse augmente + grande est l’énergie. Énergie potentielle : Énergie qui dépend de l’altitude, plus la hauteur de chute est grande + grande est l’énergie.

Ces deux énergies se regroupent en une seule : Énergie mécanique.

Énergie nucléaire

Énergie électrique Elle n’est pas issus de sources primaires disponibles dans la nature mais obtenue à la suite de transformation.

L’énergie ne se crée pas mais se transforme.

Le passage d’une énergie à une autre s’appelle un transfert d’énergie.

Exemples :

La combustion du bois c’est un transfert d’énergie chimique en énergie thermique

et énergie lumineuse.

Bilan énergétique : Echimique = Ethermique + Elumineuse

Le fonctionnement d’un moteur électrique, c’est un transfert d’énergie électrique

en énergie mécanique + énergie thermique

Bilan énergétique : Eélectrique = Emécanique + Ethermique

Un alternateur (dynamo), c’est le transfert d’énergie

mécanique en énergie électrique + énergie thermique.

Bilan énergétique : Emécanique = Eélectrique + Ethermique

Résumé du cours

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1- Construction d’une chaîne énergétique

L’énergie est présente partout dans notre environnement, mais nous ne pouvons que la transformer.

Dans une chaîne énergétique on distingue donc :

Le convertisseur d’énergie (C’est l’objet dont on réalise la chaîne énergétique)

L’énergie absorbée (C’est le carburant pour faire fonctionner le convertisseur).

L’énergie utile (Énergie produit par le convertisseur).

L’énergie perdue (C’est l’énergie qui s’échappe dans l’environnement).

La flèche () signifie « donne ».

Bilan énergétique :

Si l’on parle d’énergie alors son bilan est : EAbsorbée = EUtile + EPerdue

Si l’on parle de puissance : PAbsorbée = PUtile + PPerdue

① Compléter cette chaîne énergétique.

Puis écrire le bilan énergétique pour

trouver l’énergie perdue.

Résumé du cours

Résumé du cours

ÉNERGIE

ABSORBÉE (Ereçue)

ÉNERGIE

PERDUE (Edissipée)

ÉNERGIE

UTILE (Eexploitable)

CONVERTISSEUR

D’ÉNERGIE

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② Construire les chaînes énergétiques de ces convertisseurs d’énergie, puis écrire le bilan

énergétique de chaque convertisseur.

2-1 Une éolienne

2-2 Un aspirateur

2-3 Une batterie

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2- Rendement d’une chaîne énergétique

On se rend bien compte que l’énergie utile est toujours inférieure à l’énergie absorbée

, car il y a des pertes sous forme de chaleur. Pour mesurer l’efficacité d’un système on fait

intervenir la notion de rendement.

Le rendement (R) d’un convertisseur est le quotient entre l’énergie utile (Eutile) et l’énergie

absorbée (Eabsorbée). Ou si l’on parle de puissance, c’est le quotient de la puissance utile

(Putile) et de la puissance absorbée (Pabsorbée).

ou

Ce nombre s’exprime sans unité et sera toujours compris entre 0 et 1.

Le rendement R peut être exprimé en pourcentage (%) :

3-Applications

Exercice n°1 : Après avoir identifié les énergies,

Calculer le rendement de cette ampoule.

Exprimer votre résultat en pourcentage.

Exercice n°2 : Un moteur électrique indique les caractéristiques suivantes :

et Rendement :

2-1 Calculer la puissance absorbée par ce moteur.

2-2 Calculer la puissance perdue de ce moteur lors de son fonctionnement.

2-3 Construire la chaîne énergétique de ce moteur.

Résumé du cours

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Exercice n°3 : L’éclairage d’un magasin de chaussures est assuré par des lampes de puissances

absorbées de . Chaque lampe fourni un flux énergétique de .

3-1 Préciser sous quelle forme d’énergie est le flux énergétique.

3-2 Calculer le rendement de la lampe.

3-3 Calculer la puissance perdue. Préciser sous quelle forme cette énergie est perdue.

Exercice n°4 : On a représenté une chaîne

énergétique d’un panneau solaire photovoltaïque.

L’énergie absorbée par ce convertisseur est égale a :

.

Le rendement de ce panneau : .

4-1 Quelle est l’énergie utile ?

4-2 Quelle est l’énergie perdue ?

4-3 Exprimer l’énergie utile en fonction de l’énergie absorbée et le rendement. Puis calculer l’énergie

utile en Joules.

4-4 Calculer l’énergie perdue en Joules.

Ex. de calcul d’un

rendement

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1- Puissance - Energie

→ Plus un appareil est puissant, plus il va consommer de l’énergie.

→ Plus il fonctionne longtemps, plus il va consommer d’énergie.

L’énergie électrique consommée par un appareil dépend de sa puissance et de la durée de

fonctionnement.

L’énergie électrique transférée à un appareil électrique est égale au produit de sa

puissance par sa durée de fonctionnement .

Remarque : Multiples possibles.

→ Le kiloWatt (kW) : 1 kW 1 000 Watt

→ Le kilo.Watt.heure (kWh) : 1 kWh 1 000 W.h

Exercice n°1 : Cette ampoule

fonctionne pendant une durée

de .

1-1 Convertir le temps (t) en

secondes.

1-2 Calculer l’énergie en Joules.

Exercice n°2 : Convertir les mesures suivantes :

110 Wh = ………………………….……. kWh 24 kWh = ………………………………….. Wh

2 kWh = ………………………………….. Wh 5 Wh = ………………………….….……. kWh

42,5 Wh = ……………………………………. kWh 0,6 kWh = ………………………………….. Wh

Symbole P E t

Grandeur Puissance Energie Temps

Unité internationale

Watt

Joule

seconde

Unité usuelle Watt

Watt.heure

heure

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3- Applications

Exercice n°1 : Un radiateur électrique fonctionne dans une journée 4 h 45 mn.

Sa puissance est de 1 500 W.

1-1 Convertir le temps (t) en heures.

1-2 Calculer l’énergie consommée en Wattheure dans cette journée.

1-3 Convertir en kiloWattheure le résultat trouvé.

Exercice n°2 : Dans un four électrique de puissance , la cuisson d’un poulet

demande .

2-1 Convertir le temps en heure.

2-2 Exprimer l’énergie en fonction de la puissance et le temps. Et calculer l’énergie

consommée en Watt.heure.

2-3 Le coût de est de d’euro. Calculer le prix en euro. (€) de la consommation

électrique de cette cuisson.

Exercice n°3 : Cette ampoule LED fonctionne pendant .

Calculer l’énergie consommée en Joules.

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Exercice n°4 : Partie d’un sujet STAV Session 2019