.XXXPuissance et énergie électrique .1Conventions générateur et récepteur. Rappel .2Définitions .3Générateurs, récepteurs. Convertisseurs d’énergie .4Besoins en énergie électrique .XXXIBilans d’énergie. Effet Joule .1Conducteur ohmique. Effet Joule (calorimètre + résistance + eau) .2Bilans énergétiques de récepteurs .aElectrolyseurs .bRendement d’un moteur électrique à alimentation continue (moteur + poids) .cQuelques rendements
Conclusion
Nous venons de décrire les récepteurs et générateurs électriques en termes de convertisseurs d’énergie et les bilans énergétiques que nous avons effectués mettent en évidence que la conversion de l’énergie électrique, mécanique, thermique, chimique,… induite nécessairement des pertes, essentiellement par effet Joule dans le cas de l’énergie électrique et par frottement.
La minimisation de ces pertes constitue un enjeu économique extrêmement important car qui dit pertes d’énergie, dit pertes financières.
Un point est resté dans l’ombre au cours de cette leçon, il s’agit des méthodes utilisées pour convertir l’énergie mécanique, chimique, thermique, lumineuse,… en énergie électrique, autrement dit, comment fonctionne un générateur. Ceux-ci seront présentés dans la prochaine leçon.
Bibliographie
Physique Première S – Hachette (besoins en énergie)
Physique Première S – Hatier (pages 153-165, transparents)
Physique Terminale STI – Hachette (moteur à courant continu)
LP 15 : Production et transport de l’énergie électrique : rôle d’un alternateur et d’un transformateur, lignes HT. (Première S)
Leçon précédente
3.2.1. Générateurs et récepteurs. Puissance électrique. Effet Joule. Rendement d’un moteur électrique.
Leçon suivante
3.3. Energie nucléaire.
Introduction
Vous avez vu en chimie comment une pile était à même de produire de l’énergie électrique. Les énergies obtenues avec de telles sources (quelques joules) sont cependant sans commune mesure avec celles dont notre société a désormais besoin (plusieurs centaines de TW.h chaque année en France) pour fonctionner. Il a donc été nécessaire de développer d’autres méthodes de production d’énergie électrique. Ainsi a-t-on construit des centrales de différents types dont le dernier maillon de la chaîne énergétique est le plus souvent un alternateur convertissant de l’énergie mécanique en énergie électrique.
Nous allons ici nous intéresser à ces alternateurs ainsi qu’aux moyens technologiques qui ont été développés pour transporter l’énergie électrique du lieu de production jusqu’à l’utilisateur. Nous verrons en particulier que le souci de minimisation de pertes lors de ce transport a amené le développement d’appareils permettant d’élever ou d’abaisser des tensions appelés transformateurs.
.XXXIIProduction d’énergie électrique .1Principe d’un alternateur .aApproche expérimentale et définitions (aimant/bobine tournant + bobine) .bFréquences (aimant multipolaire tournant + bobine) .2Différents types d’alternateurs .3Puissance et rendement .XXXIIIPertes en ligne .1Problématique .2Minimisation des pertes. Hautes tensions .XXXIVLe transformateur .1Principe .2Caractéristiques (transfo fait maison en charge) .3Rendement .4Transformateur idéal .XXXVDu producteur à l’utilisateur .1Chaîne de transport de l’énergie électrique (maquette électrique) .2Optimisation des rendements de la chaîne .3Transport et distribution de l’électricité en France
Conclusion
Nous savons donc à présent comment il est possible de transformer une énergie mécanique en énergie électrique et comment celle-ci peut-être transportée du lieu de production à l’utilisateur avec un minimum de pertes. Les fonctionnements précis de l’alternateur et du transformateur ont ici été passés sous silence car ils font appel à des phénomènes d’induction sur lesquels nous reviendrons plus en détail en terminale.
Nous avons, d’autre part, laissé de côté les centrales électriques proprement dites et nous nous y intéresserons ultérieurement. Notons cependant que l’une des voies utilisées pour produire de l’énergie électrique exploite la fission nucléaire, dont nous parlerons dans la prochaine leçon consacrée aux réactions radioactives.
Bibliographie
LP 16 : Noyaux radioactifs, rayonnement , , . Réactions nucléaires : réaction de fission, de fusion. (Première S)
Leçon précédente
3.2. Systèmes électriques.
Leçon suivante
3.3.2. Centrales nucléaires. Comparaison avec les centrales thermiques et les centrales hydrauliques.
Introduction
Réactions chimiques = modifications des liaisons chimiques. Ici on considère la modification des noyaux.
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