''' Pré - requis 1- Lois des circuits électriques La tension électrique U se mesure avec un voltmètre en dérivation. Son unité est le volt (V). L'intensité du courant électrique se mesure avec un ampèremètre en série. Son unité est l'ampère (A). Circuit en série Loi d'unicité de l'intensité : I = I1 = I2 Loi d'additivité des tensions: U = U1 + U2 Circuit en dérivation Loi d'additivité des intensités : | = I1 + I2 Loi d'unicité des tensions: U=U1=U2 II- Caractéristique d'un dipôle Lorsqu'on mesure la tension aux bornes d'un dipôle et l'intensité du courant qui le traverse, on obtient un couple (I, U) qui est le point de fonctionnement d'un dipôle constituant la caractéristique du dipôle. U = f(l) Pour un conducteur ohmique, il existe une relation de proportionnalité entre l'intensité et la tension : U = R X I III- Puissance et énergie électrique Pour un appareil électrique de puissance P (en W), il existe une relation entre la tension U (en V) qui l'alimente et l'intensité | (en A) du courant qui le traverse : P = U x I L'énergie électrique consommée par l'appareil est proportionnelle à sa puissance et à la durée d'utilisation. Son unité courante est le kilowattheure (kWh) : E = P X At IV - Les spectres d'émission Un rayonnement monochromatique est caractérisé par sa longueur d'onde, 1. Le spectre de la lumière émise par un gaz, porté à haute température ou traversé par une décharge électrique est un spectre de raies. Chaque élément chimique (ex : le sodium, le mercure ou le cadmium) a un spectre de raies d'émission qui lui est propre. V- Combustion Une combustion est une transformation chimique entre un combustible et un comburant (le plus souvent le dioxygène). Des gaz à effet de serre sont produits lors des combustions (le dioxyde de carbone). VI- Sources et formes d'énergie ÉNERGIE RENOUVELABLE Soleil Vent Barrage eau ÉNERGIE NON RENOUVELABLE Pétrole Pile Noyaux d'Uranium FORMES Énergie radiative Énergie cinétique Énergie potentielle Energie chimique Énergie chimique Énergie nucléaire Cours I / Alternateurs électriques a)Description d'un alternateur électrique Depuis le XIX® siècle, les alternateurs électriques permettent de convertir de l'énergie mécanique en énergie électrique. Un alternateur électrique est constitué de deux éléments en mouvement l'un par rapport à l'autre : - un aimant ou un électroaimant, c'est-à-dire une source de champ magnétique; - et un fil conducteur, le plus souvent une bobine. L'élément mobile d'un alternateur électrique est appelé le rotor et l'élément fixe le stator. b) Phénomène d'induction électromagnétique La bobine de l'alternateur électrique est soumise à un champ magnétique variable, ce qui crée un courant électrique dans le fil conducteur. C'est le phénomène d'induction électromagnétique découvert par Michael Faraday. c) Rendement Le rendement d'un alternateur électrique est très élevé et proche de 1 (100 %) La dissipation d'énergie est notamment due à l'effet Joule. n= P(utile)/P(reçu ) = E(utile)/E(reçu ) III cellules photovoltaïque Un capteur photovoltaïque convertit l'énergie radiative en énergies : - électrique (utile) - et thermique (inutile) Choix du matériau pour fabriquer un capteur photovoltaïque Plus le spectre d'absorption d'un matériau semi-conducteur recouvre une grande partie du spectre solaire, plus il est adapté à la fabrication d'un capteur photovoltaïque. Caractéristique d'une cellule photovoltaïque L'ensemble des couples (I,U) pour une cellule photovoltaïque constitue la caractéristique de la cellule. Elle dépend de l'éclairement recu. La puissance maximale Pm est obtenue pour un point de fonctionnement (Im, Um). On en déduit la résistance Rm qui permet de maximiser la puissance électrique: Um = Rm X Im donc Rm = Um /Im IV Rappel: Energie et puissance La puissance est la vitesse à laquelle l'énergie est délivrée. Elle se mesure en watts (W). L'énergie électrique, produite par un générateur, ou reçue par un récepteur, pendant une durée At, a pour expression : E = P x At avec P en watts (W), E en joules (J), At en secondes (S) Le vocabulaire à retenir: - Alternateur : dispositif qui convertit l'énergie mécanique en énergie électrique. - Capteur photovoltaïque : dispositif qui convertit la lumière en électricité. - Champ magnétique : cartographie du magnétisme dans l'espace engendré par une source magnétique comme un aimant. - Energie quantifiée : énergie qui ne peut prendre que certaines valeurs. - Energie radiative : forme d'énergie qui se manifeste par un rayonnement. - Induction électromagnétique: création d'un courant électrique dans un conducteur soumis à un champ magnétique variable. - Photon : particule de lumière. - Rendement : grandeur qui évalue l'efficacité d'une conversion d'énergie. - Semi-conducteur : isolant électrique qui peut devenir facilement conducteur par apport d'énergie. - Spectre d'émission : figure obtenue par décomposition de la lumière provenant d'une source. '''