Établir un bilan énergétique
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Établir le bilan énergétique d'une centrale électrique simple.
Niveau préconisé : 3e
- Une chaine énergétique indique la source d'énergie (initiale) et les différentes formes d'énergie.
- Le bilan énergétique est tel que : Eexploitée = Eutile + Edissipée.
- Lors des transferts ou des conversions d'énergie, la somme des énergies à l'état initial est toujours égale à la somme de toutes les énergies à l'état final.
- Un bilan énergétique tient compte de toutes les quantités d'énergie produites, transformées et consommées.
- Entre l'énergie initiale consommée et l'énergie finale (celle qui est utile), une succession de transformations et de conversions ont lieu, avec à chaque fois des pertes d'énergie.
- Les différentes formes d'énergie
- La représentation d'une chaine énergétique
Une centrale hydraulique
Principe de fonctionnement d'une centrale hydraulique :
- La source d'énergie primaire utilisée est l'eau, une source d'énergie renouvelable. Une grande quantité d'eau est stockée par un barrage, l'eau circule alors dans une conduite forcée le long d'une forte pente à proximité.
- La force de l'eau (sous la forme d'énergie de mouvement ou d'énergie mécanique) fait tourner une turbine qui fait tourner un alternateur. De l'électricité est donc produite à partir de l'énergie mécanique.
Chaine
énergétique d'une centrale hydraulique
Dans une chaine énergétique, les pertes sont appelées les énergies dissipées.
L'énergie réellement utilisée est appelée l'énergie utile et l'énergie initiale est appelée l'énergie exploitée.
La quantité d'énergie exploitée se
trouve dans la quantité d'énergie
initiale.
Dans tous les cas, on aura : Eexploitée = Eutile + Edissipée
Conversion de
l'énergie exploitée en énergies
utile et dissipée
Pour une même quantité d'énergie exploitée (initiale), si l'énergie dissipée (les pertes) est grande, l'énergie utile est alors faible. Dans ce cas, l'énergie électrique obtenue est donc également faible.
Il faut donc que les pertes soient les plus petites possibles.
On a mesuré pendant un intervalle de temps la quantité d'énergie fournie à la lampe et la quantité d'énergie restituée par la lampe sous forme de lumière et de chaleur.
Chaine
énergétique d'une lampe avec le bilan des
énergies
La relation Eexploitée = Eutile + Edissipée est ici vérifiée car on a :
Eutile + Ethermique = 12 + 48 = 60 J = Eélectrique
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