1- Les sources d’énergie

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1- Les sources d’énergie

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

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

Énergie lumineuse

Énergie chimique

Résumé du cours

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Énergie thermique

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

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

Bilan énergétique : E

= E

+ E

Le fonctionnement d’un moteur électrique, c’est un transfert d’énergie électrique en énergie mécanique + énergie thermique

Bilan énergétique : E

= E

+ E

Un alternateur (dynamo), c’est le transfert d’énergie mécanique en énergie électrique + énergie thermique.

Bilan énergétique : E

= E

+ E

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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 : E _Absorbée = E _Utile + E _Perdue

Si l’on parle de puissance : P _Absorbée = P _Utile + P _Perdue

① Voici plusieurs convertisseurs d’énergie, identifier le nom du convertisseur, l’énergie utile, absorbée et perdue pour ces convertisseurs d’énergie :

ampoule pile perceuse

panneaux photovoltaïques Convertisseur

E. Utile (E

) E. Absorbée

(E

) E. Perdue

(E

)

Résumé du cours Résumé du cours

ÉNERGIE ABSORBÉE

(E

)

ÉNERGIE PERDUE

(E

)

ÉNERGIE UTILE

(E

)

D’ÉNERGIE

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② Compléter cette chaîne énergétique. Puis écrire le bilan énergétique pour trouver l’énergie perdue.

③ 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 (E

) et l’énergie absorbée (E

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

) et de la puissance absorbée (P

).

ou

Ce nombre s’exprime

sans unité

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.

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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

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

Grandeur

Unité internationale

Watt

Joule

seconde

Unité usuelle

Watt.heure

heure

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3- Applications

Exercice n°1 : Un radiateur électrique fonctionne dans une journée 6 h 30 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 la puissance en Watt.

2-2 Convertir le temps en heure.

2-3 Exprimer l’énergie en fonction de la puissance et le temps. Et calculer l’énergie consommée en Watt.heure.

2-4 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 . 3-1 Convertir le temps en secondes.

3-2 Calculer l’énergie consommée en Joules.

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Exercice n°4 : Dans une cafetière électrique de puissance , Il faut pour obtenir de café.

4-1 Ecrire en toute lettre l’unité de la puissance.

4-2 Convertir le temps en seconde.

L’énergie électrique est donnée par la relation suivante :

4-3 On veut exprimer l’énergie en Joules. En quelle unité doit-on exprimer la puissance et le temps.

4-4 Calculer l’énergie consommée en joules par cette cafetière.

4-5 Calculer l’énergie consommée pour une tasse à café.

Exercice n°5

Une ampoule fonctionne pendant et consomme une énergie de . 5-1 Convertir le temps en heures.

2-2 Exprimer la puissance électrique en fonction de l’énergie et le temps . 5-3 Calculer la puissance électrique de cette ampoule.