Conversion et transport de l'énergie électrique

Définir le rendement

Réponds à chaque question.

1. 1.Qu’est-ce que le rendement d’une conversion ?

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   Le rapport entre l’énergie utile obtenue et l’énergie fournie.

   C’est un rapport sans unité, qui compare ce qu’on obtient à ce qu’on a dépensé.

2. 2.Peut-il atteindre 1 ?

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   Non : il est toujours inférieur à 1.

   Une machine thermique ne peut pas convertir toute la chaleur reçue en travail.

3. 3.Cette limite est-elle un défaut de fabrication ?

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   Non : c’est une limite de principe.

   Aucune amélioration technique ne la supprimera.

4. 4.Que devient l’énergie manquante ?

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   Elle est évacuée sous forme de chaleur, inutilisable à ce niveau de température.

   Elle n’est donc pas détruite, mais devient inutilisable à ce niveau de température.

Calculer des pertes en ligne

Réponds à chaque question.

1. 1.Comment s’appelle l’échauffement d’une ligne au passage du courant ?

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   L’effet Joule.

   Il tient à la résistance de la ligne.

2. 2.De quoi la puissance perdue dépend-elle ?

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   De la résistance multipliée par le carré de l’intensité.

   C’est l’intensité, et non la puissance transportée, qui commande les pertes.

3. 3.Comment obtient-on l’intensité, pour une puissance donnée ?

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   En divisant cette puissance par la tension.

   C’est l’étape à faire avant tout autre calcul.

4. 4.Quel effet une élévation de la tension produit-elle ?

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   Elle divise l’intensité d’autant, et les pertes du carré de ce facteur.

   Diviser l’intensité par dix divise les pertes par cent.

5. 5.Pourquoi la puissance transportée ne suffit-elle pas à calculer les pertes ?

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   Parce que la même puissance peut passer sous une intensité forte ou faible selon la tension choisie.

   Sauter l’étape de l’intensité fait manquer le raisonnement.

Expliquer le transformateur

Réponds à chaque question.

1. 1.Que fait le transformateur à la sortie de la centrale, et à l’approche des usages ?

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   Il élève la tension à la sortie et l’abaisse à l’approche des usages.

   C’est ce qui rend la haute tension praticable.

2. 2.Que conserve-t-il approximativement ?

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   La puissance.

   Ce qu’il gagne en tension, il le perd en intensité.

3. 3.À quoi le rapport des tensions est-il égal ?

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   Au rapport des nombres de spires.

   C’est ce rapport qui fixe la transformation.

4. 4.En quel type de courant fonctionne-t-il, et quelle conséquence historique cela a-t-il eu ?

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   En courant alternatif ; c’est l’une des raisons pour lesquelles le réseau l’est.

   Le choix de l’alternatif découle de cette contrainte.

Analyser le stockage

Réponds à chaque question.

1. 1.Par quoi le stockage de l’électricité passe-t-il toujours ?

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   Par une autre forme d’énergie, donc par deux conversions.

   L’électricité elle-même se stocke mal.

2. 2.Comment fonctionne une station de pompage ?

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   Elle remonte de l’eau dans un bassin haut, puis la turbine.

   L’énergie est stockée sous forme de position dans le champ de pesanteur.

3. 3.Par quoi passe une batterie ?

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   Par la chimie.

   C’est une autre forme intermédiaire d’énergie.

4. 4.Quel est le coût inévitable de chaque aller-retour ?

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   Une part de ce qu’on stocke, puisque chaque aller-retour a un rendement inférieur à 1.

   Cette part est irréductible, puisque aucun rendement n’atteint 1.

Repérer une erreur et la corriger

Chaque affirmation est fausse. Écris ce qu’il fallait dire.

1. 1.« J’ai divisé l’intensité par dix : les pertes sont donc dix fois plus faibles. »

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   Elles sont cent fois plus faibles : les pertes dépendent du carré de l’intensité.

   Le carré fait tout le travail.

2. 2.« Je connais la puissance transportée : je peux calculer les pertes en ligne. »

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   Il faut d’abord calculer l’intensité, en divisant la puissance par la tension.

   La même puissance peut passer sous une intensité forte ou faible.

3. 3.« Une station de pompage restitue toute l’électricité qu’elle a stockée. »

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   Chaque aller-retour a un rendement inférieur à 1.

   Stocker coûte une part de ce qu’on stocke, et cette part est irréductible.