Exercices: Sources, formes et conversions d'énergie

Associer chaque source d'énergie à sa nature : (a) soleil ; (b) charbon ; (c) vent ; (d) pétrole. Natures : renouvelable ou non renouvelable.

Associer chaque objet à la conversion d'énergie qu'il réalise : (a) lampe ; (b) moteur électrique ; (c) panneau photovoltaïque ; (d) haut-parleur. Conversions : 1. énergie lumineuse en énergie électrique ; 2. énergie électrique en énergie lumineuse ; 3. énergie électrique en énergie mécanique ; 4. énergie électrique en énergie sonore.

Une chaîne d'énergie comporte quatre fonctions : alimenter, distribuer, convertir, transmettre. Placer ces fonctions dans l'ordre logique, puis donner pour une lampe de poche : la pile correspond à quelle fonction ?

Un vélo équipé d'une dynamo allume sa lampe avant.

1. a) Indiquer la forme d'énergie fournie par les jambes du cycliste.

1. b) Indiquer la forme d'énergie produite par la dynamo.

1. c) Indiquer la forme d'énergie utile fournie par la lampe, et nommer la forme d'énergie perdue sous forme de chaleur.

Un ventilateur de bureau fonctionne avec une prise du secteur. Il reçoit 20 J d'énergie électrique par seconde et fournit 14 J d'énergie mécanique par seconde.

1. a) Calculer l'énergie perdue par seconde.

1. b) Calculer le rendement $\eta = \dfrac{E_{utile}}{E_{reçue}}$ en pourcentage.

1. c) Citer sous quelle forme l'énergie est perdue.

Représenter par un schéma en blocs (décrit par écrit) la chaîne d'énergie d'une trottinette électrique : batterie, variateur, moteur, roue. Pour chaque bloc, indiquer sa fonction (alimenter, distribuer, convertir, transmettre) et la forme d'énergie en sortie.

Une lampe solaire de jardin comporte un panneau photovoltaïque, une batterie, un interrupteur crépusculaire et une LED.

1. a) Dessiner (en décrivant les blocs) la chaîne d'énergie complète en indiquant les formes d'énergie entre chaque bloc.

1. b) Expliquer pourquoi la lampe peut éclairer la nuit alors que le panneau ne produit rien.

1. c) Citer deux pertes d'énergie dans la chaîne.

Un vélo à assistance électrique a une batterie de 36 V et 10 A·h. Le moteur fournit une puissance utile de 180 W, avec un rendement de 80 %.

1. a) Calculer l'énergie stockée dans la batterie en Wh ($E = U \times Q$).

1. b) Calculer la puissance électrique absorbée par le moteur.

1. c) Calculer la durée de fonctionnement théorique du moteur avec la batterie pleine.

Une famille de Lyon compare deux sources pour alimenter un chauffe-eau : électricité du réseau (en partie nucléaire) et panneaux solaires thermiques.

1. a) Classer ces sources en renouvelable ou non renouvelable en justifiant, et nommer la forme d'énergie primaire de chacune.

1. b) Écrire la chaîne d'énergie de chaque solution.

1. c) Argumenter laquelle présente le plus faible impact environnemental, en indiquant une limite de ta réponse.