SCIENCES DE L'INGENIEUR

Niveau : Première générale, enseignement de spécialité SI

 
  1. L'électricité et ses risques
  2. Analyse fonctionnelle d'un robot
  3. Codage de l'information
  4. Acquisition de l'information : Les capteurs
  5. Communiquer
  6. Alimenter les systèmes
  7. Distribuer l'énergie électrique
  8. formulaire
 
  1. Les puissances de 10
  2. Utilisation de la calculatrice
  3. Ecrire des équations en LaTeX
  4. Lampe autonome
  5. Energie et autonomie
  6. Représentation de l'information
  7. Acquisition de l'information
  8. Communiquer : projecteur scénique
  9. Alimenter : Centrale hydroélectrique
 
  1. Eclairage de vélo
  2. Afficher une information lumineuse
  3. Projet Blob de Thomas Pesquet
  4. Fournir l’énergie électrique au V.A.E
  5. Tapis de course interactif
  6. Etude des capteurs du Robot
  7. Thermomètre numérique
  8. Décoder un mot mystère
  9. Faire varier la vitesse
 

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TD : ENERGIE ET AUTONOMIE

Note : / 18

Exercice 1 : autonomie d'une batterie

On souhaite faire fonctionner le moteur électrique, de référence RS-540SH, d'un modèle réduit au couple maximum (AT MAXIMUM EFFICIENCY), pendant 15 minutes.

  • Calculer la puissance Pa absorbée par le moteur pour la tension nominale (NOMINAL VOLTAGE).

  • Calculer la capacité Q (en Ah) de la batterie.

    • Exercice 2 : capacité et énergie d'une batterie

        

    La batterie d’une automobile possède les caractéristiques suivantes :

    • force électromotrice : U=12 V
    • capacité : Q=42 Ah.

    Lors d’un stationnement, les quatre feux-de-position ayant chacun une puissance de 5 W sont restés allumés 24 heures. En supposant que les grandeurs électriques ne varient pas, calculer :

  • L’énergie Eb (en Wh) que peut fournir la batterie.

  • Le courant I débité par la batterie pour alimenter les 4 feux de position

  • La quantité de courant Q (en Ah) délivrée par la batterie en 24 h.

  • La valeur de l’énergie Ep (en Wh) transférée aux feux de position en 24h

  • Quelle est l’énergie en Wh, puis en Joules restante Er dans la batterie ?

  • Combien de secondes, le conducteur pourra-t-il actionner le démarreur, avant que la batterie soit complètement vide, sachant que la puissance du démarreur est de 1200W.

    • Exercice 3 : dimensionner une batterie

    Le moteur d’un vélo à assistance électrique consomme en moyenne 150W sous 36V pour se déplacer à une vitesse de 25km/h. Déterminer :

  • La capacité de la batterie afin de pouvoir parcourir une cinquantaine de km.

    • TypeTension d'une celluleCapacité
    Ni-Mh1,2V8000 mAh
    Li-ion3.6V4000 mAh

    D'après ce tableau ci-dessus, déterminer :

  • Le nombre de cellules Ni-Mh à mettre en série et en parallèle, pour obtenir un pack batterie permettant de parcourir 50 km environ.

  • Même question avec des accumulateurs de type Li-Po.

    • Exercice 4 : panneaux photovoltaïques

        

    Un panneau solaire est composé de cellules photovoltaïques permettant de transformer l’énergie fournie par le soleil. Chaque cellule a une puissance P égale à 1,2 W et une tension nominale U égale à 0,48 V.

  • Calculer l’intensité maximale fournie par cette cellule.

    • Le panneau solaire est composés de cellules photovoltaïques montées en série pour obtenir une tension nominale de 12V.

  • Calculer le nombre de cellules de tension nominale 0,48V nécessaires pour obtenir un panneau solaire de tension nominale 12 V, puis la puissance utile que peut fournir ce panneau.

    • Le panneau solaire est de forme rectangulaire. Il a les dimensions suivantes : 427 mm × 633 mm. En France métropolitaine, le soleil fournit en moyenne 1 000 W/m².

  • Calculer la puissance absorbée par le panneau solaire.

  • Calculer le rendement du panneau.

    • Exercice 5 : les éoliennes

        

    Une tranche de centrale nucléaire a une puissance P = 900 MW. Cette puissance est fournie au réseau en moyenne 200 jours par an. Une éolienne fournit par an une énergie E = 0.5 GWh.

  • Calculer le nombre d’éoliennes de ce type nécessaires pour remplacer une tranche de centrale nucléaire.

    • Fond : Texte : Tables :