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1ere S Lycée Louis Massignon www.physiquechimie-llm.com 2013-2014 CHAPITRE 20: L’ENERGIE ELECTRIQUE TP ET COURS TP Situation déclenchante : De nombreux plats cuisinés peuvent se réchauffer à l’aide d’un four à micro-ondes. Mais si notre micro-onde n’a qu’une puissance de 600W, peut-on quand même fournir au plat l’énergie nécessaire pour une cuisson convenable ? Hypothèses : ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: Expérience : 1. Quelles grandeurs utiles pour notre investigation peut-on mesurer avec le matériel disponible ?::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 2. Rappeler en précisant les unités la relation entre la puissance électrique P, la tension U, et l’intensité I. :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 3. Proposer un montage expérimental pour mesurer les grandeurs utiles à notre investigation et réaliser le après accord du professeur. Le montage : 1 Rappel : La puissance nominale d’un appareil électrique correspond à la puissance électrique reçue quand il est soumis à sa tension nominale. L’énergie électrique en Joule est la puissance électrique transférée pendant une durée déterminée, en secondes. 4. Calculer la puissance nominale des deux lampes. Sont-elles identiques ? :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 5. Déduire une relation entre la puissance P, l’énergie électrique E et la durée de fonctionnement t. :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 6. Quelle est l’énergie transférée à la première lampe pendant une minute ? Pour quelle durée la valeur de l’énergie transférée est-elle la même pour la seconde lampe ? :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: Réponse apportée à la problématique du départ : 7. Deux appareils électriques peuvent-ils consommer ou produire la même énergie électrique ? (Expliquer à quelle condition). ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 8. Pendant combien de temps doit-on placer le plat cuisiné au micro-ondes de puissance 600W pour qu’il soit cuit ? :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 9. Choisir une seule lampe, tracer sa caractéristique et déterminer son point de fonctionnement. Voir le cours pour cette question. :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 2 Le cours I. La puissance électrique Définition : la puissance électrique d’un appareil est le produit de la tension à ses bornes par l’intensité du courant qui le traverse. Quelques ordres de grandeurs de puissances nominales. II. Relation entre puissance et énergie Définition : la variation d’énergie électrique fournie ou reçue pendant un une durée précisée est donnée par : III. La caractéristique d’un composant Définition : La caractéristique d’un composant est la représentation graphique des couples de valeurs (U, I) qui permettent son fonctionnement. Pour une puissance donnée, un composant ne fonctionne qu’avec un seul couple de valeurs (U, I). Exemple : Détermination du point de fonctionnement pour une lampe de puissance nominale P=0.6W. le montage expérimental pour le relevé des couples (U,I) permettant le fonctionnement d’un lampe. Pour déterminer le point de fonctionnement d’un composant, on trace la caractéristique du composant (figure ci contre) ainsi que la courbe de tous les couples (U,I) respectant l’égalité U.I=P. L’intersection des deux courbes est le point de fonctionnement. 3 4
