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Td a21 formes energie corrige

Corrigé des exercices du chapitre A- LES DIFFÉRENTES FORMES D'ÉNERGIE EXERCICE Chau ?e-eau solaire Le soleil rayonne sa puissance sur toute la surface de la sphère de rayon d donc de surface S ?d ? ? m La puissance Psoleil est donc Psoleil ? soit Psoleil ?? W Remarque Le soleil rayonne sur terre une puissance de ?? W m Le rendement du capteur est de donc P ?? ? soit P ?? W W m C ? T ? ? ?? soit W ?? J On a t W ?? s ?? h soit t ?? h min P EXERCICE Solaire photovolta? que Surface du panneau solaire S ? m Rendement soit ?? ? tch arg e W P U I t P ? ? s ?? h soit t ?? h min Puissance consommée par l'onduleur Poduleur W Puissance fournie par la batterie Pbatterie ?? W tch arg e W Pbatterie U I t Pbatterie ? ? s ?? h soit t ?? h min Le cas idéal de W solaire sur h donnerait ? W h jour Dans le cas réel le soleil ne donne pas W m toute la journée éclairement BTS Electrotechnique Physique Appliquée Christian BISSIERES et Claude GIRAUD progressif le matin maximal à midi puis dégressif le soir Le constructeur en tient compte et déclare un rendement solaire de ?? EXERCICE Stockage de l'énergie électrique On se propose de comparer plusieurs méthodes de stockage de l'énergie La première solution étudiée sera le stockage d'énergie électrique dans un condensateur C ayant les caractéristiques suivantes capacité C F tension U V Umax V plaques conductrices aluminium d'épaisseur et de masse négligeable isolant ? polypropylène masse volumique ? kg m permittivité relative r champ maximal Emax V m Epaisseur e du diélectrique e U max E max ?? m soit e m On a C r S e ?? S C e ? ?? r ? ? soit S ?? m V S? e ? ?? ?? V ?? m Calculons d'abord W W CU ? ? soit W ?? kJ Energie volumique WV W V soit WV ?? kJ m Energie volumique WM W m soit WM ?? J kg La deuxième solution étudiée pour le stockage d'énergie est le volant d'inertie cylindre métallique en rotation ayant les caractéristiques suivantes vitesse n tr min rayon R m masse volumique ? kg m acier Page sur Corrigé des exercices du chapitre A- Les formes d'énergie COn a W J ?? J W ?? ? F EB F EDF EC ? ? F F F F F F soit J ?? kg m On a J MR ?? M J R ?? ? soit M ?? kg Energie volumique WV W V soit WV ?? kJ m Energie volumique WM W m soit WM ?? J kg Le volant d'inertie étudié a une énergie volumique quatre fois supérieure à celle du condensateur Par contre le condensateur étudié a une énergie massique deux fois supérieurs à celle du volant