S14-a-élève - Académie de Nancy-Metz

Nom :
Prénom :
Classe :
Date :
Quel est le rendement (puissance/débit)
d'un ventilateur ?
S14a
Thèmes de séquence 5) Produire, distribuer et convertir une énergie
NA
ECA
A
Compétences et connaissances du programme vu dans l'activité.
► Imaginer, synthétiser, formaliser et respecter une procédure, un protocole.
Compétences
► Mesurer des grandeurs de manière directe ou indirecte.
Connaissances
Rendement, procédure, anémomètre
1. Situation déclenchante : vidéo https://www.youtube.com/watch?v=cW3euwWnIa0
2. Problématique / Problème : On voudrait comparer le rendement des ventilateurs que vous étudiez.
Chaque groupe va étudier 2 ventilateurs différents. Comment trouver leurs puissances et leurs débits
d’air ?
3. Hypothèse : Je suppose que
4. Expérience
1. Etude de la puissance du petit ventilateur :
a. Quelle est la fonction d’usage de ce petit ventilateur ?
b. Quelle est le type d’énergie utilisée pour ce ventilateur ?
c. Le petit ventilateur utilise 2 piles AA.
i. Mesurez la tension d’une pile avec le multimètre (pour cela aidez-vous du document
ressources joint S14-a-ressources) : La tension d’une pile AA est : U(pile) =
L’intensité du moteur du petit ventilateur est :I(moteur)= 200 mA. (à vide) = 0,2A
ii. Grâce à la formule P=UI (où I= intensité en Ampères, U(pile)=tension en Volts, P=
puissance en Watt) et sachant que l’on utilise 2 piles donnez la valeur de la puissance
consommée par le moteur : P(petit_ventil)=
2.
Calcul du débit d’air du petit ventilateur:
Vous allez utiliser un anémomètre pour mesurer la vitesse du flux d’air émis par le
ventilateur.
a. Positionnez l’anémomètre à 5 cm des pales du ventilateur. Mettez en marche
votre ventilateur à la vitesse maximale.
b. Mesurez la Vitesse du flux d’air. La vitesse de l’air à 30 cm est de ……m/s
c. Quel est le diamètre des pales du petit ventilateur ?
d. Quelle est la surface S(petit_ventil) balayée par ces pales en m²?
( aidez-vous de la formule suivante : surface= π*rayon*rayon : attention à l’unité m²)
e. Quel est le débit Q (petit_ventil)d’air du petit ventilateur? (Aidez-vous de la
formule débit Q correspond à Surface x Vitesse)
3. Etude de la puissance du grand ventilateur :
a. Quelle est la fonction d’usage de ce grand ventilateur ?
b. Quelle est le type d’énergie utilisée pour ce ventilateur ?
c. Notez la puissance du grand ventilateur (étiquette sur le ventilateur ou mesure ) : P(grand
ventil.)=
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Quel est le rendement (puissance/débit)
d'un ventilateur ?
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Thèmes de séquence 5) Produire, distribuer et convertir une énergie
4. Calcul du débit d’air du grand ventilateur:
d. La vitesse de l’air à 5 cm est de ……m/s
e. Quel est le diamètre des pales du grand ventilateur ?
f. Quelle est la surface S(grand ventil.) balalyée par ces pales en m²?
g. Quel est le débit Q(grand ventil.) d’air du grand ventilateur?
5. Comparaison des 2 ventilateurs :
Le rendement est le rapport de l'énergie restituée sur l'énergie consommée
a. Pour le petit ventilateur faites le rapport Q(petit_ventil) / P(petit_ventil)
b. Pour le grand ventilateur faites le rapport Q(grand ventil.)/ P(grand ventil.)
c. Lequel des 2, a le meilleur rendement ?
5. Conclusion : J’en conclus que ……..
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