Tle_Ens_Sc_Deux siècles d'énergie électrique

Qu'est-ce que l'induction électromagnétique ?

• L’induction électromagnétique est un phénomène physique conduisant à l’apparition d’une tension électrique à partir du mouvement d’un aimant dans une bobine (ou enroulement) de fil conducteur.

• L'induction électromagnétique est créer par les pôle de la Terre

Quels sont les éléments principaux d'un générateur ?

• Un moteur est constitué de roues et d'essence

• Un générateur est constitué d’un rotor, c’est­ à ­dire un aimant en rotation à l’intérieur d’une bobine de fil conducteur appelée stator. Il permet ainsi de convertir l’énergie mécanique (mouvement du rotor) en énergie électrique à l’aide du phénomène d’in­duction électromagnétique.

Comment définir le rendement d'un générateur ?

• Le rendement d’un générateur est défini comme le rapport

  η = Pélec/Pméca avec Pélec = U . I, la puissance électrique fournie par le générateur en sortie et Pméca = C.w la puissance mécanique injectée en entrée (C, couple mécanique et ω, la pulsation). Le rendement est un chiffre sans unité, compris entre 0 et 1 (ou 0 et 100 % si on l’exprime en pourcentage).

• Le rendement d'un générateur est sa capacité à fournir de l'énergie

Quel paramètre peut influencer le rendement d'un générateur ?

• Le rendement dépend de nombreux facteurs : C et ω en entrée et U et I en sortie. Lorsque l’alternateur fonctionne de manière optimale, à la vitesse de rotation dite nominale, son rendement est proche de 1.

• Le rendement dépend uniquement de C et w.

Comment schématiser le spectre d'émission de l'hydrogène ?

• dgs

• On peut schématiser le spectre d’émission de l’hydrogène par un spectre comportant plusieurs raies d’émissions, à différentes longueurs d’onde, comme montré Doc2 p 116 (les valeurs de λ des raies d’émissions sont ici données à titre indicatif, elles n’ont pas à être connues).

Comment interpréter le spectre d'hydrogène ?

• Ce spectre s’obtient lorsque du H₂ sous forme de gaz est excité par une différence de potentiel suffisante. Chaque raie correspond à l’émission d’une particule de lumière – un photon – lorsqu’un électron de l’atome excité passe d’un niveau d’énergie excité (E₂) au niveau d’énergie fondamental (E₁). Voir Doc 3 p 116

• Chaque raie correspond à l'absorption d'un photon par une molécule H₂

Quelle est approximativement l'allure du spectre solaire ?

• Des raies colorées sur fond noir

• Des raies noires sur fond arc-en-ciel

Comment interpréter le spectre solaire ?

• Chaque raie correspond à l’absorption de photons par des électrons passant d’un niveau d’énergie E₁ à E₂.

• Chaque raie correspond à l’absorption de photons par des électrons passant d’un niveau d’énergie E₂ à E₁

Quels matériaux sont utilisés dans un panneau solaire ?

• On utilise actuellement des matériaux isolants et des conducteurs.

• On utilise actuellement des semi-conducteurs dans les panneaux photovoltaïques (ou panneaux solaires). Un semi-conduc­teur est un matériau qui, selon la fréquence d’excitation, peut se comporter comme un isolant ou comme un conducteur.

Qu'est-ce que l'effet photovoltaïque ?

• Le fait de produire de la lumière en fournissant de l'électricité

• Sous l’effet de la lumière, les électrons d’un matériau semi­ conducteur se trouvent dans des niveaux d’énergie excités (appelés bande de conduction), leur permettant de se déplacer d’un atome à l’autre. Ce déplacement est à l’origine d’un courant électrique. La création d’un courant électrique à partir d’énergie lumineuse dans un semi­-conducteur est ce qu’on appelle l’effet photovoltaïque.