Comment fonctionne un alternateur ?

Première approche de la production de l’électricité

  1. Qu’est-ce que le courant électrique ?

Réponse

Le courant électrique est un mouvement d’ensemble de charges électriques.


  1. Comment appelle-t-on le phénomène physique au cours duquel un courant électrique dans un conducteur est induit par le mouvement d’un aimant ?

Réponse

Ce phénomène est l’induction magnétique. Il intervient plus généralement chaque fois qu’un conducteur se trouve dans une zone dans laquelle le champ magnétique varie :

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La découverte du phénomène de l'induction électromagnétique

De Oersted à Ampère

Regardez la vidéo ci-dessous (3 min) puis répondez aux questions (12 min).

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  1. En quelle année Ampère a t-il inventé le terme de courant électrique ? [ ] 1820 [ ] 1900 [ ] 1950 [ ] 1700

Réponse

[X] 1820 [ ] 1900 [ ] 1950 [ ] 1700

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Climat : l’objectif des 2 °C appartient, hélas, au passé

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Depuis la réunion internationale de Copenhague de décembre 2009 (COP15), un certain nombre de pays se sont engagés sur l’objectif de ne pas dépasser un réchauffement moyen de la surface de la Terre de 2 °C.

Cette valeur, choisie à la suite de négociations extrêmement difficiles entre 26 pays seulement (notamment sans l’Union européenne), n’a pas de caractère contraignant, mais c’est le seul objectif chiffré servant depuis lors de référence internationale.

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Quel est l'impact de la qualité de l'air sur la santé humaine ?

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La mole

  • La mole est l’unité de quantité de matière. Cette unité est la plus pratique lorsqu’on manipule des entités microscopiques.
  • Une mole est un regroupement de $\pu{6,02e23}$ entités microscopiques.
  • On appelle masse molaire d’une entité microscopique la masse d’une mole de cette entité. La masse molaire s’exprime, en pratique, en gramme par mole ($\pu{g/mol}$).

L’équation d’une réaction chimique

  • L’équation d’une réaction chimique est la modélisation de cette réaction. Elle fait apparaître les entités microscopiques qui réagissent, le réactifs, et celles qui se forment, les produits.
  • L’équation d’une réaction ne fait pas apparaître les entités spectatrices (celles dont la quantité de matière ne varie pas).
  • Les nombres stœchiométriques indiquent dans quelles proportions, en quantités de matières, les réactifs réagissent et les produits se forment.

On appelle énergie de combustion d’une entité microscopique, l’énergie libérée par la combustion d’une mole (ou d’un kilogramme) de cette entité. L’énergie libérée s’exprime donc en joule par mole ($\pu{J/mol}$) ou joule par kilogramme ($\pu{J/kg}$).

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Nous vivons de transformer la matière

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Nous vivons de transformer la matière, pour en faire des biens et des services. Les chasseurs-cueilleurs disposaient de leurs bras et de leurs jambes pour cela, nous disposons aujourd’hui de machines qui effectuent ces transformations à notre place, en utilisant des matériaux primaires qu’on appelle des sources d’énergie. Le terme « industrie » désigne les modes de production depuis que les sources d’énergie sont devenues les sources fossiles (charbon, pétrole et gaz), c’est-à-dire des sources d’énergie concentrée : un litre d’essence contient 20 fois plus d’énergie qu’un humain peut en fournir en une journée de travail. Chaque habitant d’un pays riche mobilise en machines environ 250 fois l’énergie qu’un corps humain est capable de développer. Chacun de nous dispose ainsi de centaines d’esclaves énergétiques qui assurent notre niveau de vie. Si nous percevons aujourd’hui les limites de la planète, c’est en raison de la redoutable efficacité avec laquelle nous sommes capables de mobiliser des sources d’énergie pour nos usages.

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Production et consommation énergétique

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Questions

  1. Que penser des termes «  Production » et «  consommation » utilisés dans le titre de ce document ?

  2. Le jour du dépassement est-il le même pour un indonésien ou pour un canadien ? Commenter.

  3. Recherchez sur internet la particularité du jour du dépassement en 2020, commenter.

  4. Commenter cette affirmation : «  Les énergies renouvelables sont déjà largement utilisées dans le monde ».

  5. Montrer la corrélation entre croissance (économique et démographique) et émissions de dioxyde de carbone, puis conclure sur la viabilité du modèle industriel actuel dans les années à venir.

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La Terre, un carrefour énergétique

La Terre est un lieu de transfert d’énergie. Elle reçoit un flux d’énergie venant du Soleil, mais elle génère également de l’énergie. L’exploitation de ces stocks permet de satisfaire les besoins énergétiques humains.

*Quelle proportion de l'énergie présente sur Terre est exploitée ?*

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Différents stocks et flux énergétiques peuvent être identifiés sur Terre :

  • les stocks énergétiques : quantité d’énergie en réserve sous différentes formes (chimique, potentielle, etc.) ;
  • les flux énergétiques : quantité d’énergie transférée d’un stock à un autre, par unité de temps.
  • $\pu{1 g}$ d’uranium permet de produire théoriquement $\pu{72,6 GJ}$ par fission ;
  • $\pu{1 TJ} = \pu{10^3 GJ} = \pu{10^6 MJ} = \pu{10^9 kJ} = \pu{10^{12} J}$ ;
  • $\pu{1 t.e.p.}$ (tonne d’équivalent pétrole) $= \pu{4,19e10 J}$ ;
  • $\pu{1 kW⋅h}$ (kilowattheure) $= \pu{3,6E6 J}$ ;
  • $\pu{1 kcal}$ (kilocalorie) $= \pu{4184 J}$ ;
  • $\pu{1 W} = \pu{1 J⋅s-1}$ ;
  • $\pu{1 Gt}$ (gigatonne) $= \pu{10^3 Mt}$ (megatonne).
L’unité légale de l’énergie est le joule (J).

On appelle puissance l’énergie transférée en une seconde. $$\text{Puissance} = \dfrac{\text{Énergie transférée}}{\text{Durée du transfert}} $$

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