L'énoncé
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Question 1
Un appareil possède une chaîne de transformation avec trois éléments. Dans quel ordre classer ces puissances dans la chaîne de transformation :
$P_{turbine} ; P_{élec2000V} ; P_{elec30V} ; P_{eau}$
$P_{turbine}, P_{élec2000V}, P_{elec30V}, P_{eau}$
$P_{eau}, P_{turbine}, P_{élec2000V}, P_{elec30V}$
$P_{eau}, P_{turbine}, P_{elec30V}, P_{élec2000V}$
La difficulté se situe au niveau des deux puissances électriques, il faut se rappeler que si la tension est grande alors l'électricité sera bien distribuée à longue distance.
Question 2
Pour passer de $P_{élec30V}$ à $P_{elec2000V}$, que faut-il utiliser ?
Un alternateur.
Une turbine.
Un transformateur.
C'est le transformateur qui transforme justement un courant électrique en un autre courant électrique.
Il faut connaître le rôle de chacun de ces éléments.
Question 3
Quel est l'élément qui permet de transformer $P_{eau}$ en $P_{élec30V}$ ?
La turbine.
L'alternateur.
La turbine et le transformateur.
La turbine et l'alternateur.
La puissance de l'eau doit être d'abord transformée avec la turbine en puissance mécanique de la turbine pour être ensuite transformée en électricité grâce à l'alternateur.
Pensez bien à toutes les étapes !
Question 4
Il y a un rendement pour chacune des étapes de la chaîne de transformation. Quel est le rendement global ?
$\eta_1 = 45%$
$\eta_2 = 95%$
$\eta_3 = 99%$
99 %
42 %
Le rendement global est : $\eta_{global} = \eta_1 \times \eta_2 \times \eta_3$.
Application numérique :
$\eta_{global} = 0.45 \times 0.95 \times 0.99 =42%$
52 %
30 %
Le rendement global vaut : $\eta_{global} = \eta_1 \times \eta_2 \times \eta_3$.
Question 5
Quel devrait être le rendement de la turbine pour avoir un rendement global de 50 % ?
$\eta_2 = 95%$
$\eta_3 = 99%$
50 %
99 %
42 %
53 %
Il faut inverser la formule : $\eta_{global} = \eta_1 \times \eta_2 \times \eta_3$.
On a alors $\dfrac{\eta_{global}}{\eta_2 \times \eta_3} = \eta_1 $.
Application numérique : $\eta_1 = \dfrac{0.5}{0.99 \times 0.95} =53%$
Il faut inverser la formule : $\eta_{global} = \eta_1 \times \eta_2 \times \eta_3$.
$\dfrac{\eta_{global}}{\eta_2 \times \eta_3} = \eta_1 $.
Il est évident que $P_{eau}$ vient en premier, ensuite il faut transformer cette puissance mécanique en une autre puissance mécanique avec la turbine, puis transformation en énergie électrique et passage à un plus haut voltage avec un transformateur.