Énergie / Puissance
Présentation
Rappels
La variation d’énergie $\Delta E$ (en J) d’un système pendant $\Delta t$ (en s) est donnée par :
$\displaystyle \Delta E = P\times \Delta t$
où $P$ (en W) est la puissance moyenne reçue ou fournie par le système pendant $\Delta t$.
Et on obtient par conséquent la puissance moyenne $P$ délivrée ou reçue pendant $\Delta t$ grâce à :
$\displaystyle P = \frac{\Delta E}{\Delta t}$
Conversion à connaître et à savoir redémontrer :
Définition du rendement (noté $r$ ou $\eta$) :
Ratio de la puissance utile $P_{utile}$ par rapport à la puissance fournie ou absorbée $P_{fournie}$.
On peut aussi définir le rendement à partir des énergies (utile et fournie).
$\displaystyle \eta = \frac{P_{utile}}{P_{fournie}} = \frac{E_{utile}}{E_{fournie}}$
Savoir et savoir faire
TP Python
Lien vers le notebook Colab contenant les consignes et les codes à compléter (il faut se connecter à un compte google pour pouvoir exécuter le code).
Quiz
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Une ampolue à LED d'une puissance de $\pu{4,0 W}$ reste allumée pendant $\pu{12 h}$. L'énergie consommée vaut :
- [x] $\pu{1,7E5 J}$
- [x] $\pu{48 Wh}$
- [ ] $\pu{48 J}$
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L'énergie consommée par un dispositif est modélisée par la fonction $e(t)=E_M(1+\sin(\omega t))$ où $E_M$ est une constante. La puissance instantanée est alors donnée par :
- [x] $p(t)=E_M\omega\cos(\omega t)$
- [ ] $p(t)=E_M(1+\cos(\omega t))$
- [ ] $p(t)=E_M\cos(\omega t)$
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On a enregistré l'évolution de l'énergie fournie par un système électromécanique au cours du temps :
La valeur de la puissance moyenne sur un intervalle de 1 minute vaut :
- [x] $\pu{2,0 W}$
- [ ] $\pu{120 W}$
- [ ] $\pu{582 W}$
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On a enregistré l'évolution de l'énergie fournie par un système électromécanique au cours du temps :
Pour l'intervalle de temps [50 s ; 60 s], la puissance est égale à :
- [ ] $\pu{55 W}$
- [ ] $\pu{120 W}$
- [x] $\pu{0 W}$
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On a enregistré l'évolution de l'énergie fournie par un système électromécanique au cours du temps :
La puissance est maximale :
- [x] pour l'intervalle [0 s ; 10 s]
- [ ] pour l'intervalle [10 s ; 20 s]
- [ ] pour l'intervalle [20 s ; 30 s]
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Une éolienne en mer absorbe une puissance moyenne de $\pu{5,0 MW}$ et fournit une puissance électrique moyenne de $\pu{2,0 MW}$. Son rendement vaut :
- [x] 40%
- [x] 0,40
- [ ] 2,5%
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Pour une vitesse du vent de $\pu{10 m*s-1}$, une éolienne domestique a un rendement de 34%.
Si la puissance absorbée vaut $\pu{5,0 kW}$, la puissance utile est égale à :
- [ ] $\pu{150 kW}$
- [x] $\pu{1,7 kW}$
- [ ] $\pu{0,15 kW}$