Histoire de savoir à quelle sauce vous allez être mangé ;o))

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B - Énergie électrique et circuits électriques en « alternatif »

B1 - De la centrale électrique à l’utilisateur

Connaissances
Capacités
Exemples d'activités
Des possibilités de production de l'électricité
Quel est le point commun des différentes centrales électriques ?
L’alternateur est la partie commune à toutes les centrales électriques.
Expliquer la production d’énergie électrique par l’alternateur de bicyclette par la transformation de l’énergie mécanique.
Activité documentaire (séquence vidéo) sur le principe de fonctionnement des centrales électriques.

L’énergie reçue par l’alternateur est convertie en énergie électrique.

 

 

 

 

 

Expliquer la production d’énergie électrique dans une centrale hydraulique ou éolienne par la transformation de l’énergie mécanique.

 

 

 

 

 

Activités expérimentales :
« production » d’énergie électrique par mise en rotation d’un alternateur grâce à:
- l’entraînement mécanique du galet d’un alternateur de démonstration ;
- l’action d’une chute d’eau (principe d’une centrale hydroélectrique), d’un jet de vapeur d’eau (principe d’une
centrale thermique), d’un jet d’air (principe de l’éolienne).
Réaliser un montage permettant d’allumer une lampe ou de faire tourner un moteur à l’aide d’un alternateur.
 
Traduire les conversions énergétiques dans un diagramme incluant les énergies « perdues ».
 

Distinction entre les sources
d’énergie renouvelables ou non.

 

 
Étude documentaire :
- place de l’énergie nucléaire dans la production d’électricité en France ;
- sources d’énergies renouvelables et non renouvelables.
[B2i]
L'alternateur
Comment produit-il une tension variable dans le temps ?

Une tension, variable dans le temps, peut être obtenue par déplacement d’un aimant au voisinage d’une bobine.

 

 

Illustrer expérimentalement l’influence du mouvement relatif d’un aimant et d’une bobine pour produire une tension.

 

 

Observation des éléments constitutifs d'un alternateur de démonstration.
Déplacement (lent) d’un aimant près d’une bobine pour constater, grâce à un multimètre en continu, un oscilloscope ou à l’aide d’une interface d’acquisition, l’obtention d’une tension variable au cours du temps.
[Histoire des sciences et des techniques : production de l’électricité]
[Thèmes : Énergie, environnement et développement durable (Énergies renouvelables)]
[Mathématiques : diagrammes, graphiques]
[Technologie : environnement et énergie]

 

Connaissances
Capacités
Exemples d'activités
Tension continue et tension alternative périodique
Qu'est-ce qui distingue la tension fournie par le «secteur» de celle fournie par une pile ?

Tension continue et tension variable au cours du temps ; tension alternative périodique.
Période.
Valeurs maximale et minimale d’une tension.

 

Identifier une tension continue et une tension alternative.

 

 

 

Comparaison d'une tension alternative et d'une tension continue en utilisant un
générateur de très basse fréquence associé à :
- une diode électroluminescente, deux DEL tête-bêche ou une diode associée à une lampe ;
- un voltmètre en continu.

 

 

Construire une représentation graphique de l'évolution d'une tension alternative périodique ; en décrire l’évolution.

 

 

Relever point par point les variations au cours du temps d'une tension alternative périodique.
Construire à la main et/ou à l’aide d’un tableur-grapheur la courbe représentant les variations d’une tension alternative périodique