Devoir-énergie-puissance

Nom : Prénom :
Devoir du : ……/……../…………
Les élèves disposant d’un tiers-temps ne traitent ni la question 4 de l’exercice 1 ni l’exercice 3.
Exercice 1 : Zoé
La voiture électrique Zoé est équipée d’une batterie de capacité 52 kWh. Lors du
déplacement sur une route horizontale, la puissance mécanique nécessaire pour
maintenir une vitesse constante est d’environ 5kW.
Le rendement de l’ensemble du système {moteur + transmission} est de 75%.
1. Compléter le schéma suivant de la chaîne de puissance de la voiture
électrique avec les éléments « batterie » et « Moteur + Transmission », et
indiquer les types d’énergie mis en jeu.
2. Déterminer la valeur de la puissance électrique fournie par la batterie.
3. En déduire la durée de fonctionnement de la batterie, toujours dans l’hypothèse d’un déplacement
horizontal à vitesse constante.
4. En considérant que la durée de fonctionnement de la batterie est de 7,8h , pour une vitesse de déplacement
de 50km/h, montrer que l’autonomie de la Zoé ne dépasse pas 400km.
Exercice 2 : Moteur
On considère un moteur dans une installation industrielle de levage.
En le faisant fonctionner pendant 6 minutes il a consommé au total une énergie  .
Sa puissance de fonctionnement n’a pas été constante pendant ces 6 minutes :
 de 0 à 1 min, l’énergie qu’il a consommé peut s’exprimer de la façon suivante :   
(avec t en s)
 de 1 min à 5 min, l’énergie qu’il a consommé reste égale à E=32400 J
 de 5 min à 6 min, l’énergie qu’il a consommé peut s’exprimer de la façon suivante :    
(avec t en s)
1. Calculer la puissance moyenne de fonctionnement du moteur pendant ces 6 minutes.
2. Exprimer sa puissance instantanée :
- de t=0 à 1min
- de t=1min à 5 min
- de t=5min à 6 min
3. Quelle est la valeur de la puissance à t=30s ?
…………………….
…………………….
…………………….

On fait fonctionner le moteur différemment.
On présente ci-dessous sa puissance d’alimentation en fonction du temps.
4. Quelle est l’énergie consommée
- entre t=0s et t=50s ?
- entre t=50s et t=150s ?
- entre t=150s et t=220s ?
Exercice 3 : Eolienne
Les performances de l’éolienne Fairwind sont résumées dans les deux graphiques suivants.
1. A l’aide du premier graphique, déterminer le rendement pour
une pour une vitesse du vent de 10 m.s-1.
2. Vérifier à l’aide du deuxième graphique que l’on obtient bien
le même rendement pour une vitesse du vent de 10 m.s-1.