Piles en Séries et Parallèle

Électricité Dynamique
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Unité d’Électricité Dynamique
Piles en Séries et Parallèle
Le “batterie” rond que tu places dans ton montre n’est pas vraiment une batterie du tout. Les sources
d’énergie rondes sont en effet les PILES. Chaque pile fourni 1,5 V d’énergie potentiel a chaque électron.
Des appareils ont besoin beaucoup plus que 1,5 V pour fonctionner. Donc, on peut ajouter plus de piles
ensemble pour augmenter la tension totale. Par exemple, la batterie qu’on utilise au labo contient 4 petits
piles (4 x 1,5V = 9V). Une batterie d’auto de 12 V contient huit piles de 1,5V.
Les piles peuvent être arrangées de deux façons: séries ou parallèle.
Piles en Séries:
Quand les piles sont attachées pour qu’ils s’alignent bout a
bout, leur tension est additionner ensemble. Lorsque les
électrons bougent autour du circuit, ils reçoivent deux coups de
fouets (« boosts ») d’énergie (quand ils passent par les deux
piles). Les électrons ont maintenant deux fois le montant
d’énergie (tension) a donné à la source. (C’est comme lever une
tasse d’eau deux fois plus haute et le laisser tomber, il y a plus
de force).
3V
1,5V
B
1,5V
1,5V
A
0V
1,5 + 1,5 = 3V en total
Quand l’électron entre Pile A, il n’a aucune énergie potentielle (0V). Lorsque ça passé à travers Pile A, il gagne
1,5V d’énergie. Quand il entre Pile B, il gagne une autre 1,5V. Donc, quand il sort des deux piles, chaque
électron a 3V d’énergie. Si tu additionnes plus de piles à ce circuit, tu continueras d’augmenter la tension des
électrons qui passent a travers d’eux autour du circuit.
Ajouter les piles ensemble en séries AUGMENT LA TENSION TOTALE.
Piles en Parallèle:
Quand les piles sont attachées en parallèle, chaque électron passé
encore par seulement 1 pile, alors la tension n’augmente pas. Mais,
il a plus qu’un chemin possible à prendre autour du circuit. De
cette façon, chaque pile partage le travail. Ça veut dire que s’il y a
deux piles attacher en parallèle, chaque pile va durer deux fois plus
long (car il doit donner de l’énergie à un demi des électrons).
Attacher les piles en parallèle va PROLONGER LA
VIE DES PILES, mais ça ne va pas augmenter la tension totale
pour chaque électron (car chaque électron passé seulement par une
pile).
Électricité Dynamique
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Activité d’Apprentissage #1
Piles en Séries & Parallèle
1.
Dessine un circuit qui démontre quatre piles de 1,5V attaché en séries dans un circuit. Inclus une
ampoule, un interrupteur et assez de fil pour créer un diagramme de circuit propre.
b. Quelle tension va être amenée par chaque électron avant que ça passe par l’ampoule dans ce circuit?
2.
Dessine un circuit qui démontre quatre piles de 1,5V attaché en parallèle dans un circuit. Inclus une
ampoule, un interrupteur et assez de fil pour créer un diagramme de circuit propre.
b. Quelle tension va être amenée par chaque électron avant que ça passe par l’ampoule dans ce circuit?
3.
Si tu avais un joueur de MP3, lequel préfères-tu: les piles attacher en séries ou en parallèle? Explique
l’avantage d’avoir les piles organisé comme cela.
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Appareils en Séries et Parallèle
Il y a plusieurs fois dans nos vies quotidiennes quand une source d’énergie électrique est utilisée par plusieurs
appareils. Par exemple, les lumières sur un arbre de Noël ont une source d’énergie, mais beaucoup d’ampoules.
Aussi, chez toi peut-être tu vois plusieurs appareils attacher à une corde.
Appareils en Séries
9V
Dans un circuit en séries, les appareils sont en circuit dans un seul
chemin. On a appris dans le passé qu’un circuit doit être continuel et
complet pour permettre aux électrons à bouger. Qu’est-ce qui va
arriver alors aux lumières si une ampoule dans un circuit en séries
brise?
9Ω
9Ω
9Ω
Quand une lumière dans un circuit en séries brise, toutes les lumières ferment. Ça c’est un désavantage à
des circuits en séries.
Alors que tu ajoutes des appareils au circuit, tu augments la résistance. De la Loi des Ohms, on a vu que si la
résistance augment, le courant diminue. Ça fait du sens si tu penses a une autoroute. Lorsque le nombre
d’obstacles augment, le plus lentement que les autos vont bouger. Regardons aux math :
Si chaque lampe a une résistance de 9Ω et la pile fourni 9V de potentiel électrique:
A)
B)
C)
Avec 1 lampe, le courant va être:
I =V÷R
Si on ajoute 2 lampes (résistance est doublé) I = V ÷ R
Si on ajoute 3lampes (résistance x 3)
I =V÷R
I = 9 ÷ 9 = 1A
I = 9 ÷ 18 = 0,5 A
I = 9 ÷ 27 = 0,33 A
Tension (V)
La tension totale dans un circuit en séries
est distribuée entre les appareils dans le
circuit. Si on suppose que le circuit
contient 3 lampes identiques (avec la
même résistance), la tension va être
distribuée également. Par exemple, si une
pile de 6V est utilisée dans un circuit avec
3 appareils, alors la tension va être divisée
également entre les 3 appareils. Donc il y
aurait une baisse de 2V à travers chaque lampe.
2v
2v
2v
6v
6 volts/3 appareils = 2 volts chacun
Vtotale = V1 + V2 + V3
Résistance
La résistance totale est la somme de la résistance de chaque partie. Donc quand on ajoute plus d’ampoules,
chacun brille moins.
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Activité d’Apprentissage #2
Appareils en Séries
1.
Dessine un diagramme de circuit propre qui montre une pile de 9V et quatre lampes en séries.
2.
Les vielles lumières de Noël étaient originalement en séries. Ça a causé beaucoup de frustration.
a. Qu’est-ce qui arriverait si ampoule s’éteignait? Pourquoi?
b. Que devrais-tu faire pour trouver l’ampoule briser?
3.
Imagine que tu a des lampes de 6 Ω et une batterie de 12V. Calcul le courant dans chacun des circuits
suivants si on utilise le nombre de lampes indiqué en séries.
Circuit A
1 lampe
Courant:
Circuit B
2 lampes
Courant:
Circuit C
4 lampes
Courant:
b. Quelles conclusions peux-tu faire à propos du changement en courant lorsque le nombre d’ampoules
en séries, augment?
4.
Qu’est-ce qui arriverait à la résistance dans le circuit lorsque tu ajoutes plus de lampes au circuit en
séries? Comment est-ce que ça va affecter la luminosité de chaque ampoule?
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Appareils en Parallèle
Quand les appareils sont attachés en parallèle, il y a des chemins individuels
pour chaque appareil. Alors chaque appareil est attaché directement à la
source. Donc, peu importe le nombre le lumières (appareils) dans le circuit,
ils sont également brillant.
Donc, s’il y avait 3 appareils, il y aurait trois chemins dans le circuit. Dans
cette situation, puisque chaque appareil a son propre circuit, quand un
s’éteint, les autres continuent à briller.
Résistance
La résistance totale dans un circuit en parallèle diminue quand un deuxième appareil est ajouté. Ceci arrive
parce que quand on ajoute les appareils, on ajoute plus de chemins possibles pour le courant.
Ex. Trois lampes identiques sont attachées en parallèle. Chaque lampe utilise 1A de courant.
Donc,
1 lampe a 120V/1ampe = 120 ohms;
2 lampes ont 120V/2A = 60 ohms;
3 lampes ont 120V/3A = 40 ohms.
La luminosité N’est PAS affecter par l’addition de plus d’ampoules.
Courant
Cependant, quand tu ajoutes plus de chemins, tu augment la vitesse auquel le courant voyage. Encore, tu peux
penser à ceci comme une autoroute. Le plus de voies que tu ajoutes à l’autoroute, le plus vite que les autos
peuvent conduire. Si une auto rencontre de la résistance dans une voie (ex. trop d’autos) ils peuvent changer de
voies et conduire ou il y a moins d’autos. Chaque appareil (voie) est indépendant des autres dans le circuit en
parallèle.
Itotale = I1 + I2 + I3
Mais, si trop d’appareils sont ajouté a un circuit en parallèle, le courant peut devenir trop vite, et commence a
créer trop de chaleur. Ça peut causer un feu électrique. Pour prévenir un feu électrique causer par la surchauffe,
les circuits en parallèle sont construits avec les disjoncteurs (« breakers ») ou les fusibles (« fuse ») la dedans.
Protection contre la Surchauffe
Quand les appareils sont attachés en parallèle, comme dans nos maisons, le plus de choses
qu’on branche, plus que le courant augment. Si trop de courant passe par un circuit, ça peut
réchauffer à une température dangereuse. Ça c’est la raison que les fusibles et les disjoncteurs
sont attachés aux circuits. Les fusibles ont un filament le dedans qui a un point de fusion très
bas. Si le courant devient trop haut et surchauffe, le filament fond qui brise le circuit. Les
disjoncteurs font la même chose.
Électricité Dynamique
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Activité d’Apprentissage #3
Appareils en Parallèle
1.
2.
Dessine un diagramme de circuit qui démontre une batterie de 12V dans un circuit qui contient quatre
lampes de 80 Ω en parallèle. Inclus aussi un interrupteur et assez de fil pour créer un diagramme propre.
b.
Combien de tension est-ce que chaque ampoule va recevoir de la batterie?
c.
Qu’est-ce qui arriverait à la résistance dans le circuit ci-dessus si tu ajoutes deux autres lampes
de 80 Ω en parallèle?
d.
Qu’est-ce qui arriverait à la luminosité des ampoules si tu ajoutes deux autres ampoules?
e.
Qu’est-ce qui arriverait à la luminosité des autres ampoules si un des ampoules s’éteint?
f.
Qu’est-ce qui arriverait au courant si tu ajoutes deux autres ampoules?
Dessine un diagramme pour démontrer a quoi tu penses ressemble l’intérieur d’un fusible, et explique
comment ça aide à protéger ta maison des feux électriques.
Électricité Dynamique
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Comment est-ce que l’électricité est générée?
La plupart des méthodes pour générer l’électricité utilisent un type de force (ex.
vapeur, aire chaud, eau, vent etc) qui pousse les pales du turbin et tourne une bobine de
fil à l’intérieur d’un aimant puissant. En 1831, Michael Faraday a découvert que quand
un aimant est passé par l’intérieur d’une bobine de fil, les électrons sont forcés a
bougé. Ce « circulation » des électrons est appeler l’électricité. Si la bobine de fil est
attachée a les lignes a haut tension, l’électricité qui est créer peut être transmit a tout
les maisons et bâtiments dans le réseau électrique.
Les turbines de vapeur, moteurs à combustion interne, turbines à combustion de gaz,
turbines à l’eau, et les turbines à l’aire, sont les méthodes les plus communs à générer
l’électricité. La plupart des centrales électriques sont seulement 35% efficace. Ça veut
dire que pour toutes les 100 unités d’énergie qui va dans une centrale, seulement
35 unités sont converties en énergie électrique utilisable.
Dans une turbine à vapeur qui est alimentée par les combustibles fossiles, le
combustible est brûlé dans une chaudière pour réchauffer l’eau et produire le vapeur.
Le charbon, le pétrole et le gaz naturels sont brûlés dans les grandes chaudières pour
réchauffer l’eau pour produire le vapeur, qui pousse les pales du turbin.
Gaz Naturel, en plus d’être brûlé pour réchauffer l’eau pour le vapeur, peut aussi être brûlé pour produire des
gaz chauds qui passent directement a travers du turbine, tournant les pales du turbine pour générer l’électricité.
Pétrole peut aussi être brûlé pour faire le vapeur pour tourner une turbine.
Énergie nucléaire est une méthode dans laquelle la vapeur est produite en réchauffant l’eau par un processus
appeler la fission nucléaire. Dans une centrale nucléaire, un réacteur contient un cœur de combustible nucléaire
– l’élément appeler uranium (U). Quand les atomes d’uranium sont frappés par les neutrons, ils se séparent, qui
relâche la chaleur et plus de neutrons. Sous les conditions contrôlées, ces autres neutrons frappent des autres
atomes d’uranium, qui séparent des autres atomes, etc. Ainsi, la fission continuelle se passe, qui forme une
réaction en chaîne relâche la chaleur. La chaleur est utilisée pour transformer l’eau en vapeur qui tourne le
turbine pour générer l’électricité.
Énergie hydroélectrique est un processus par lequel le mouvement de l’eau est utilisé pour tourner une turbine
attachée à un générateur.
Énergie Géothermique vient de l’énergie thermique venant de en dessous du surface de la Terre. Dans des
places dans les Etats-Unis, il y a assez de chaleur près du surface pour réchauffer l’eau pour le transformer en
vapeur pour être utilisé dans les centrales à turbine de vapeur.
Énergie Solaire est dérivée de l’énergie du soleil. Mais, l’énergie du soleil n’est pas disponible tout le temps. Le
processus utiliser pour produire l’électricité utilisant le soleil a été plus cher que les combustibles fossiles dans
le passé. Ils utilisent la chaleur radiante du soleil pour produire le vapeur pour faire fonctionner les turbines.
Énergie Éolienne est dérivée de la conversion de l’énergie contenue dans le vent. À cause du force de vent, les
grandes pales sur les génératrices tournes les générateurs pour faire électricité.
Biomasse inclus le bois, poubelle municipale, et les déchets d’agriculture (épi de maïs). Ces sources d’énergie
remplacent les combustibles fossiles dans la chaudière.
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Activité d’Apprentissage #4
Comment est-ce que l’électricité est générée?
1.
Dessine un diagramme simple d’un générateur électrique. Explique comment la turbine tournante peut
créer l’électricité. Tu peux visiter le site web suivant pour voir des animations des générateurs en action.
http://www.wvic.com/how-gen-works.htm
2.
Si 200 unités d’énergie vont dans une centrale électrique, combien d’unités d’électricité utilisable vont
être créé, étant donné le rendement très bas des stations?
3.
Explique la « force » qui est utilisée pour faire tourner une turbine dans chacun des méthodes suivantes :
a. Centrale qui brûle le
charbon:
b. Centrale nucléaire:
c. Puissance de vent:
d. Station de biomasse:
e. Station hydroélectrique:
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Production d’Énergie en Nouvelle-Écosse
Nova Scotia Power a et fait opérer 2293 mégawatts d’énergie, qui incluent un mélange de sources renouvelable
et les combustibles fossiles. Les centrales électriques incluent 5 thermiques, 1 de marée, et 33 centrales
hydroélectrique, et aussi 4 turbines de combustion et 2 éoliennes.
Vent (source renouvelable)
A ce moment il y a deux éoliennes opérer par Nova Scotia Power en Grand Etang et Little
Brook.
Hydro (source renouvelable)
Nova Scotia Power a 33 centrales hydroélectriques, qui produire jusqu’à 360 mégawatts d’électricité, et ils se
trouvent sur 17 systèmes de rivières.
Marée (source renouvelable)
La centrale de marée au vallée d’Annapolis est le premier et seul centrale de marée en Amérique du Nord et
peut produire jusqu'à 20 mégawatts d’énergie.
Charbon (combustible fossile – non renouvelable)
Quatre centrales de charbon se trouvent en Sydney, Point Aconi, Point Tupper et
Trenton.
Gaz Naturel / Pétrole (combustible fossile – non renouvelable)
La centrale a Tufts Cove en Dartmouth à l’habileté à changer entre le pétrole et le gaz
naturel. Il y a aussi sept turbines de pétrole en Victoria Junction, Tusket et Burnside.
Producteurs d’énergie Indépendants
NSP achète l’énergie renouvelable (vent, hydroélectricité et biomasse) des producteurs indépendants chaque
année.
Électricité Dynamique
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Production d’Énergie en Nouvelle-Écosse
Électricité Dynamique
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Activité d’Apprentissage #5
Production d’énergie en Nouvelle-Écosse
1.
Dresse une liste des différentes méthodes pour produire l’électricité en Nouvelle-Écosse.
2.
Il y a approximativement 45 centrales électriques en Nouvelle-Écosse, combien utilisent les sources
d’énergie renouvelable, et combien utilisent les sources d’énergie non renouvelable?
Renouvelable = _____________
3.
Non renouvelable (combustibles fossiles) = _____________
Regarde à la carte de la Nouvelle-Écosse. Ou se trouvent les éoliennes?
b. Quelles conditions sont nécessaires pour assurer que les éoliennes fonctionnent bien?
c. Pourquoi penses-tu que NS Power a choisi ces deux endroits pour leurs éoliennes?
4.
Qu’est-ce qui est de spécial à propos de la station de marée à Annapolis? Sur quelle étendue d’eau est-ce
que la station se trouve?
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Sources d’Énergie Non-Renouvelable:
Charbon
Le charbon et une ressource valable et abondante dans le monde. Ca
peut générer l’électricité, ca aide à produire l’acier et c’est utiliser dans
plusieurs industries.
Cinquante pourcent du courant électrique en Amérique du Nord est
produit par le charbon. En Nouvelle-Ecosse c’est plus proche à 75
pourcent. Jusqu'à 1999, NSP utilisait le charbon extrait dans la
province, et a construit des usines qui le brulaient. Aujourd’hui, les opérations d’extraction mener par le
gouvernement dans la province sont fermer et NSP achète la plupart du charbon du marcher internationale.
En 2004, NS Power a construit un complexe pour manipuler le charbon en Canso. Le terminal amène le marcher
de charbon à Nouvelle-Ecosse qui nous donne la flexibilité en prix.
NS Power utilise un mélange de charbon et coke de pétrole pour améliorer la production dans les usines au
charbon. Le coke de pétrole est un produit dérivé du processus à raffiner le pétrole. Comme le charbon, le coke
de pétrole est produit autour du monde. L’Amérique du Nord représente plus que 65 pourcent de production
globale. Le coke de pétrole à plusieurs avantages comme moins de production de
cendres, et ca brule mieux.
Charbon en Nouvelle-Ecosse
Il y a trente années, les personnes de Nouvelle-Ecosse se trouvaient à un croisement
d’énergie. L’embargo de pétrole par “Organization of Petroleum Exporting Countries
(OPEC)” était une surprise pour les Américains du Nord qui étaient habitués à
l’énergie abondante et pas cher. A ce temps, le Nouvelle-Ecosse dépendait sur le
pétrole de OPEC comme source primaire pour générer l’électricité. Quand les quantités de pétrole international
diminuait et les prix de l’énergie montait, c’était claire qu’il fallait trouver une manière de sécuriser les sources
d’énergie et de stabiliser les prix.
Le charbon était la réponse. Entre 1979 et 1993 des centaines de millions de dollars étaient dépensé pour
convertir les usines de pétrole à des usines de charbon. La stratégie a fonctionné. Les clients et l’économie ont
tiré profit des sources d’énergie fiable à des prix relativement stable.
Aujourd’hui, les opérations d’extraction mener par le gouvernement dans la province sont fermer et NSP achète
la plupart du charbon du marcher internationale.
Électricité Dynamique
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1.
Quel pourcentage de l’électricité en Nouvelle-Ecosse est produit en brûlant le charbon?
2.
Avant 1999, d’où venait le charbon qu’on brûlait dans les générateurs électriques locaux?
B) Pourquoi est-ce qu’on ne cherche plus notre charbon de cette source? D’où vient notre
charbon maintenant?
3.
C’est quoi le coke de pétrole, et pourquoi est-ce qu’on l’utilise dans les stations ou on
brûle le charbon?
4.
Qu’est-ce qu’OPEC représente?
5.
Historiquement, on a brûlé le pétrole pour produire notre électricité, mais il y a 30 ans
OPEC a fait quelque chose qui nous a fait repenser notre dépendance sur le pétrole.
Qu’est-ce qu’ils ont fait?
a.
Qu’est-ce que la Nouvelle-Ecosse a fait a cause des problèmes avec le pétrole?
b.
Maintenant que les mines de charbon sont fermer, que penses-tu devrait être la
prochaine étape pour assurer une source d’énergie économique et bonne pour
l’environnement pour la Nouvelle-Ecosse dans la future?
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GAZ NATUREL
Le Combustible Fossile « Nette »
Le gaz naturel est considérer le combustible « nette » car ca produit moins
d’émissions dans l’aire que les autres combustibles fossiles. Ca se trouve dans
les réservoirs souterrains autour du monde. Proche a Nouvelle-Ecosse ca se
trouve en dessous du fond de l’océan.
NS Power était le premier client industriel dans la province à utiliser le gaz
naturel du projet Sable. En 2000, l’usine de NS Power nommer Tufts Cove a été
réinstallé pour bruler soit le pétrole ou le gaz naturel. Depuis ce temps, on à
additionner deux autres ajouts de gaz naturel a Tufts Cove. Aujourd’hui, le gaz naturel représente environ 13
pourcent de la capacité de génération pour NS Power.
Stations de Génération à Mazout
« Or Noir »
Le pétrole est un des marchandises les plus en demande dans le monde. Il est utilisé
pour la transportation, la production industrielle, la chaleur, et la génération
électrique. Le pétrole se trouve autour du monde, mais les plus grands réservoirs se
trouvent dans l’Amérique Centrale et le Moyen-Orient. En Canada les réservoirs de
pétroles se trouvent pour la plupart dans les régions Ouest, Centrales et Atlantiques.
L’Amérique du Nord consomme 30 pourcent du pétrole mondiale, mais on a seulement 7 pourcent des
réservoirs mondiale. Il faut importer pour satisfaire nos besoins.
Les technologies qui utilisent le pétrole ont été testées a travers le temps et on a la preuve qu’ils fonctionnent.
Nova Scotia Power utilisent le pétrole a Tufts Cove, et comme source d’énergie pour les turbines de combustion
autour de la province.
Électricité Dynamique
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1.
Pourquoi est-ce qu’on appelle le gaz naturel le « combustible fossile nette »?
2.
Où se trouve le réservoir la plus proche du gaz naturel pour le Nouvelle-Ecosse?
3.
Quel pourcentage de notre électricité est produit par brûler le gaz naturel?
4.
C’est quoi le terme argot pour le pétrole?
5.
Où se trouvent les deux plus grands réservoirs de pétrole?
6.
Étant donner que les prix de pétrole sont toujours en train de monter et qu’il faut
l’importer, pourquoi est-ce qu’on est si dépendant encore la dessus comme source
d’énergie?
Électricité Dynamique
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HYDROÉLECTRICITÉ
L’eau qui va partout
La Nouvelle-Ecosse utilise l’hydroélectricité depuis 100 années sur les rivières.
La première centrale hydroélectrique a été construite en 1903 par une
compagnie de mine sur la Rivière Liscomb dans le compte de Guysborough.
Aujourd’hui, il y a 33 centrales sur 17 rivières a travers la province.
L’hydro-électricité est la plus grande source d’énergie renouvelable dans le
monde, et ca compte pour 15% des besoins électriques global. En Canada l’hydro-électricité fourni 60% des
besoins électriques pour le pays.
Technologie Hydroélectrique
Les centrales hydro-électriques tombent en 2 catégories :
Haute
Utilise un barrage pour collectionner l’eau à une élévation plus haut qui peut
être ressorti quand on l’a besoin. Ca nous donne une source d’électricité
régulière et fiable. Les centrales hydroélectriques à grande échelle en Canada
sont pour la plupart ce style. La plus grande centrale hydro-électrique en
Nouvelle-Ecosse, qui se trouve à Wreck Cove en Cape Breton, est de cette
conception. Ca peut produire jusqu'à 220 mégawatts.
Bas
Ca utilise un barrage bas pour canaliser l’eau, ou ca utilise le mouvement
naturel d’une rivière qui s’appelle « run-of-river ». Ce type de centrale
électrique ne peut pas conserver l’eau, alors la génération d’électricité varie
avec le mouvement saisonnier de la rivière. Un grand volume d’eau doit
passer par la turbine pour produire un montant utile de l’électricité. La plupart
des centrales en Nouvelle-Ecosse sont « run-of-river ».
Vidéo sur l’hydro-électricité à NS Power:
http://www.nspower.ca/en/home/environment/renewableenergy/hydro.aspx
Électricité Dynamique
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1.
Qu’est-ce qu’on veut dire par « hydro-électricité »?
2.
Combien de centrales hydro-électriques est-ce qu’on a en Nouvelle-Ecosse?
3.
Quel pourcentage des besoins électriques est satisfait par les sources hydro-électriques?
4.
C’est quoi les deux types de catégories de centrales hydro-électriques? C’est quoi la
différence entre les deux?
5.
Quel type de centrale hydro-électrique se trouve en Wreck Cove, et combien de
mégawatts peut-il produire?
6.
Ce sont quoi les désavantages d’une centrale « run-of-river »?
7.
Quel type de centrale hydro-électrique est-ce que la Nouvelle-Ecosse utilise le plus?
Électricité Dynamique
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ÉLECTRICITÉ À MARÉE
Flux et reflux
La Nouvelle-Ecosse a un des trois centrales
électriques à marée dans le monde, et la seule
dans l’hémisphère de l’ouest.
La centrale d’Annapolis plant harnais le pouvoir de
marée da le Baie de Fundy, qui a les plus hautes
marées dans la monde. La centrale utilise un étang
pour attraper l’écoulement de l’eau et pour opérer
la centrale, qui peut produire jusqu'à 20 mégawatts
par jour.
Les nouvelles technologies sont en train d’être développer pour capturer le pouvoir des marées.
Ca inclus les turbines flottant, et les turbines attacher au fond de l’océan. NS Power support leur
développement.
Technologie à Marée
Un grand barrage est construit a travers d’une rivière.
Ceci force l’eau à passer par la centrale a marée quand
ca bouge avec les vagues.
Pour produire les montants utiles de l’électricité à
marée, une différence d’au moins 5 mètres entre la
marée haute et la marée basse est nécessaire. Il y a
seulement 40 sites autour du monde qui ont cette
gamme de marée. En Canada, à ce moment, le seul site pratique est le Baie de Fundy. Le plus
qu’on développe ces technologies, la production d’énergie a mare va devenir plus économique et
réalisable.
Vidéo sur l’électricité à marée à NS Power:
http://www.nspower.ca/en/home/environment/renewableenergy/tidal/projectoverview.aspx
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1.
Qu’est-ce qui est de spéciale à propos de la centrale à marée en Nouvelle-Ecosse? Est-ce
que ce type de centrale est commun?
2.
Sur quelle étendue d’eau se trouve la centrale à marée d’Annapolis? Pourquoi est-ce que
ca se trouve la? Qu’est-ce qui est si important a propos de cette étendue d’eau?
3.
Nomme 2 nouvelles technologies de marée qui sont en train d’être développé.
4.
Pour pouvoir créer les montants utiles d’énergie, quelles différences entre la haute marée
et la marée basse sont nécessaires?
a. Combien de sites dans le monde ont la gamme de marée nécessaire?
b. Combien de sites en Canada ont cette gamme de marée?
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ENERGIE EOLIENNE
La Domestication de l’Aire
Nova Scotia Power est un chef d’énergie éolienne en Canada. On a le plus grand nombre
d’éoliennes est de Québec.
Les éoliennes se trouvent de Yarmouth au Cape Breton. Par la fin de 2006, plus que 60
mégawatts de l’électricité en Nouvelle-Ecosse venait de cette source renouvelable. Nova
Scotia Power viens d’annoncer que c’est à la recherche d’une autre 100 mégawatts d’énergie
éolienne.
Technologie de Vent
Les éoliennes sont aussi hautes qu’un bâtiment a 12 étages (50 mètres) et
ont un rotor à trois pales qui a un diamètre de 48 mètres. Les pales des
éoliennes capturent le vent et le convertit en énergie utilisable.
Les rotors tournent assez lentement, environ 25 révolutions par minute. Ils
ont besoin d’une vitesse de vent de 10km par heure, et ca se ferme
immédiatement si les vents soufflent plus que 90km par heure.
Il y a deux types d’utilisations pour l’énergie éolienne en Canada :
A Grande-Échelle
Ca fournit l’énergie pour un réseau d’utilité locale. Une seule éolienne à grande-échelle peut fournir assez
d’énergie pour des centaines ou des milliers de maisons.
A Petite-Échelle
Ca fournit l’énergie pour une seule maison ou bâtiment et ca se trouve à la place ou l’électricité va être utilisée.
Les éoliennes on des désavantages, par exemples ils peuvent être un peut bruyant, et ils ne sont pas belle.
Aussi, ils peuvent causer des difficultés pour les oiseaux migratoires qui sont des fois blessé par les pales.
Électricité Dynamique
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1.
Quel province à le plus grande nombre d’éoliennes est de Québec?
2.
Combien de mégawatts d’énergie sont produit par l’énergie éolienne en Nouvelle-Ecosse?
3.
Dessine un diagramme d’une éolienne. Inclus les dimensions dans ton diagramme
(hauteur en mètres, diamètre des pales, etc.)
4.
C’est quoi la vitesse de vent minimum nécessaire pour faire fonctionner l’es éoliennes?
5.
A quel vitesse de vent est-ce que la sécurité devient une problème qui cause l’éolienne a
arrêter automatiquement?
6.
Fait une liste des avantages et désavantages de l’énergie éolienne. (3 pour chaque SVP)
Activité Boni : Un site intéressant.
http://www.windpower.org/en/knowledge/wind_with_miller.html
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ÉNERGIE SOLAIRE
Un Prolongateur au Soleil
L’énergie solaire converti la lumière du soleil en énergie utilisable. C’est renouvelable, et ce
qui le fait unique est que c’est disponible presque n’ importe où sur la planète. L’énergie
solaire peut être utilisée en plusieurs façons pour fournir la chaleur, la lumière, l’électricité
et l’énergie mécanique.
L’énergie solaire est utiliser a travers le Canada par l’industrie et les bâtiments privé, et
c’est idéale pour les utilisations a petite-échelle comme réchauffer l’eau dans les maisons.
A ce moment, ce n’est pas utiliser à grande-échelle pour les raisons économique et technologique. En NouvelleEcosse on a plus d’intérêt en énergie solaire pour les maisons et entreprises. On l’utilise pour les signes de
construction et certains systèmes téléphoniques.
Technologie Solaire
Il y a trois façons à convertir la lumière du soleil en énergie solaire :
Technologie Photovoltaïque
La lumière du soleil est convertie en électricité en utilisant les cellules solaires, ou photovoltaïque. Ces cellules
sont faites du silicium et sont attacher ensemble dans les panneaux qui peuvent produire de 1 à 200 watts
d’énergie ou plus. Les systèmes photovoltaïques peuvent fournir l’énergie a n’importe quel appareil électrique et
c’est utiliser souvent dans les régions rurales comme les cottages, l’équipement de télécommunications, les
pompes d’eau et l’équipement pour la navigation. En Canada on a aussi des systèmes à grande-échelles qui
peuvent produire 10 mégawatts.
Système Solaire Passif
Si tu t’assois dehors dans le soleil tu peux sentir les effets de l’énergie solaire passive. Ces méthodes utilisent
une source constante d’énergie solaire dans les bâtiments pour réchauffer et refroidir. Les éléments des
bâtiments comme les murs, fenêtres, planchers et toits, et aussi les techniques d’aménagement paysager pour
contrôler le chaleur générer par le soleil.
Système Solaire Actif
Le système solaire actif utilise les manières à collectionner l’énergie solaire. La partie le plus important est une partie
noire au centre qui absorbe l’énergie solaire et le converti en chaleur. La chaleur est transférer par l’eau ou l’aire qui
circule. On l’utilise pour réchauffer l’eau dans une piscine, l’eau chaude dans les maisons, etc.
Électricité Dynamique
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1.
Pourquoi est-ce qu’on n’utilise pas l’énergie solaire plus en Nouvelle-Ecosse, car on a
souvent le soleil ici?
2.
Nomme les trois façons qu’on peut convertir l’énergie solaire en énergie utilisable pour
nous?
•
•
•
3.
Suggère une place out tu as vu les cellules photovoltaïque dans ta vie quotidienne.
4.
Qu’est-ce qu’on veut dire par « les systèmes solaires passif »?
5.
Qu’est-ce qu’on veut dire par « les systèmes solaires actif »?
6.
Nomme quelques applications ou utilisations pour les systèmes actifs.
Un site intéressant: http://home.clara.net/darvill/altenerg/solar.htm
Électricité Dynamique
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ÉNERGIE DE BIOMASSE
Le Recyclage Ultime!
La Nouvelle-Ecosse utilise beaucoup la biomasse. Les compagnies de pate a
papier utilisent les copeaux pour créer l’électricité pour diriger leurs usines.
Des compagnies vendent leur électricité extra à NS Power, et ca contribue à
l’électricité qu’on utilise chaque jour. La biomasse génère 75 mégawatts
d’électricité dans la province.
La Biomasse est le bois, les plantes et le tourbe qui contiennent l’énergie qui peut être brulé pour produire la
chaleur ou l’électricité. La biomasse est renouvelable, car les plantes peuvent être remplacées avec la poussée.
Le biogaz est une autre source d’énergie qui peut être utilisé pour générer l’électricité. Le biogaz est dériver de
la biomasse; par exemple le méthane est dériver des déchets solides dans les décharges publiques.
Si tu as une cheminée, le bois que tu brûle le dedans est la biomasse.
C’est encore utiliser largement autour du monde. La biomasse n’ajoute pas le dioxyde de carbone à
l’atmosphère car ca absorbe le même montant de carbone quand ca pousse que ca libère quand c’est
consommer comme combustible.
La Technologie de la Biomasse
Il y a généralement deux types de biomasse : brute et secondaire.
La biomasse brute consiste principalement des arbres et arbuste des forets,
ou les récoltes d’herbes ou graines. Ca peut être aussi les matériaux
aquatiques comme les algues marines. La biomasse brute est obtenue des
récoltes qui sont cultivé spécifiquement pour les biocarburants. Les récoltes
typiques sont les peupliers hybrides, saule, les herbes etc.
La biomasse secondaire est un matériel qui était dérivé de la biomasse brute,
mais qui a survenus des changements physique et chimique. Ca inclus le papier,
l’écorce, le coton, le lin et le chanvre. Les industries de forets, pate a papier,
agriculture, et alimentaire – et des décharges publiques municipaux – fournissent
la plupart de la biomasse secondaire en Canada.
http://www.nspower.ca/en/home/environment/renewableenergy/biomass.aspx
Électricité Dynamique
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1.
C’est quoi la biomasse est comment est-ce que c’est utiliser pour produire l’électricité?
2.
Combien de mégawatts d’électricité sont générer par la biomasse chaque jour?
3.
Est-ce que la biomasse ajoute au problème de dioxyde de carbone? Explique.
4.
C’est quoi la différence entre la biomasse brute et secondaire? Donne des exemples de
chaque type.
Biomasse Brute
Exemples
Biomasse Secondaire
Exemples
Site Intéressant : http://home.clara.net/darvill/altenerg/biomass.htm
Électricité Dynamique
ÉNERGIE GÉOTHERMIQUE
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Le mot “géothermique” vient de deux mots Grec: "géo" veut
dire “Terre” et "thermique" veut dire "chaleur".
Le centre de la Terre est environ 6000oC – assez chaud pour
faire fondre la roche.
Même quelque kilomètres sous la surface, la température
peut être plus que 250 oC.
L’énergie géothermique a été utilisée pour des milliers
d’années dans des pays pour la cuisine et la chaleur.
Comment ca Fonctionne
Les roches souterrains chaud réchauffent l’eau pour que ca
devient le vapeur. On fait les trous à la région chaud, le vapeur
vient au surface, est purifier et utiliser pour faire tourner les
turbines, qui fait fonctionner les générateurs électrique.
C’est possible qu’il y ait déjà l’eau sous la surface dans les
roches, mais c’est possible qu’il faut faire plus de trous et additionner de l’eau.
Avantages
•
L’énergie géothermique ne produit pas la pollution, et ne contribue pas à l’effet de serre.
•
Les centrales ne prennent pas beaucoup d’espace, alors l’impacte sur l’environnement est minimal.
•
Aucun carburant n’est nécessaire.
•
Une fois que tu as construit une centrale géothermique, l’énergie est presque gratuite.
Ca prend un peu d’énergie à faire fonctionner une pompe, mais ca vient de l’énergie produit.
Désavantages
•
Le problème principal est qu’il n’y a pas beaucoup de places ou on peut construire une centrale
géothermique. Tu as besoin des roches spécifique a une profondeur spécifique.
Le type de roche est important aussi, il faut pouvoir faire des trous la dedans.
•
Les sites géothermiques peuvent "run out of steam", des fois pour les dizaines d’années.
•
Les gazes dangereuses peuvent venir de places souterraines, et c’est difficile à se débarrasser
d’eux sans risque.
Électricité Dynamique
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1.
Qu’est-ce que « géothermique » veut dire en Grec?
2.
Comment est-ce qu’on utilise l’énergie géothermique pour produire l’électricité? Dessine
un diagramme avec ton réponse.
3.
Nomme quelques avantages de l’énergie géothermique.
4.
Nomme quelques désavantages de l’énergie géothermique.
Électricité Dynamique
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Mettant tous ensemble – Ce que j’ai appris durant cet unité
Ajoute tes propres « bulles « ou « nuages » à la carte de concepts ci-dessous pour créer une
sommaire a un page de ce que tu as appris durant cet activité.
Tous ce que je sais
maintenant à propos
des circuits en séries
et parallèle et la
production
d’électricité.