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Le futur des énergies : Exos corrigés & fonctionnement alternateur (Terminale)

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Jasmine Belkebir

05/01/2022

Physique/Chimie

THÈME 1) LE FUTUR DES ÉNERGIES CHAP 1/ deux siècles d’énergies électriques

Matières

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Physique/Chimie

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Propriétés physico-chimiques

/

Ondes et signaux

/

Modèle corpusculaire de la lumière : le photon

Le futur des énergies : Exos corrigés & fonctionnement alternateur (Terminale)

Le futur des énergies repose sur des technologies comme les alternateurs et les cellules photovoltaïques. Ces dispositifs permettent de convertir différentes formes d'énergie en électricité, jouant un rôle crucial dans la transition vers des sources d'énergie plus durables. L'étude de leur fonctionnement et de leur rendement est essentielle pour optimiser la production d'énergie renouvelable et répondre aux défis énergétiques futurs.

• Les alternateurs transforment l'énergie mécanique en électricité par induction électromagnétique
• Les cellules photovoltaïques convertissent directement l'énergie lumineuse en électricité
• Le rendement de ces dispositifs est un facteur clé pour améliorer l'efficacité énergétique
• La compréhension des principes physiques sous-jacents permet d'optimiser ces technologies

...

05/01/2022

321

armant to THERE I) LE FUTUR DES ENERGIES Chap 4) DEUX SIECLES D'ENRS ELECTRIQUE T-CALTERNATEUR y Physique Chimic. Phenommene d'induction 4 L

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Les cellules photovoltaïques : conversion directe de la lumière en électricité

Les cellules photovoltaïques représentent une technologie clé pour le futur des énergies renouvelables. Elles permettent de convertir directement l'énergie lumineuse du soleil en électricité, sans passer par une étape mécanique intermédiaire.

Vocabulaire: Un semi-conducteur est un matériau dont les propriétés électriques se situent entre celles d'un conducteur et d'un isolant.

Le fonctionnement des cellules photovoltaïques repose sur les propriétés des semi-conducteurs, principalement le silicium. Lorsqu'un photon de lumière frappe la cellule, il peut arracher un électron, créant ainsi un courant électrique.

Exemple: Une cellule photovoltaïque en silicium absorbe les photons dont l'énergie correspond à la différence entre sa bande de valence et sa bande de conduction.

Le processus de conversion se déroule en plusieurs étapes :

  1. Absorption du photon par le semi-conducteur
  2. Création d'une paire électron-trou
  3. Séparation des charges
  4. Circulation des électrons dans le circuit extérieur

Highlight: L'efficacité des cellules photovoltaïques dépend de leur capacité à absorber un large spectre de la lumière solaire.

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Rendement et optimisation des dispositifs de conversion d'énergie

Le rendement est un facteur crucial pour évaluer l'efficacité des alternateurs et des cellules photovoltaïques dans le cadre du futur des énergies.

Définition: Le rendement est le rapport entre l'énergie utile produite et l'énergie reçue par un dispositif.

Pour un alternateur, le rendement s'exprime par la formule :

η = EnergieutileEnergie utile / Energierec\cueEnergie reçue = PuissanceutilePuissance utile / Puissancerec\cuePuissance reçue

Highlight: Le rendement des alternateurs modernes est généralement élevé, proche de 1 ou100ou 100%.

Pour les cellules photovoltaïques, l'optimisation du rendement passe par :

  • L'amélioration de l'absorption du spectre solaire
  • La réduction des pertes par recombinaison des charges
  • L'utilisation de matériaux semi-conducteurs plus performants

Exemple: Le silicium cristallin est le matériau le plus couramment utilisé dans les cellules photovoltaïques en raison de son spectre d'absorption qui coïncide bien avec le spectre d'émission solaire.

armant to THERE I) LE FUTUR DES ENERGIES Chap 4) DEUX SIECLES D'ENRS ELECTRIQUE T-CALTERNATEUR y Physique Chimic. Phenommene d'induction 4 L

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Perspectives pour l'avenir des énergies électriques

L'étude des alternateurs et des cellules photovoltaïques s'inscrit dans le cadre plus large de l'Enseignement scientifique sur le futur des énergies. Ces technologies jouent un rôle crucial dans les scénarios énergétiques futurs, comme ceux présentés dans le rapport "RTE Futurs énergétiques 2050".

Quote: "Les cellules photovoltaïques sont constituées de semi-conducteurs, les photons absorbés leur apportent l'énergie nécessaire pour que les électrons passent dans la bande de conduction."

La compréhension des principes physiques sous-jacents, tels que les niveaux d'énergie quantifiés des atomes et les propriétés des semi-conducteurs, est essentielle pour développer de nouvelles énergies du futur.

Highlight: L'amélioration continue du rendement des cellules photovoltaïques et des alternateurs est cruciale pour répondre aux défis énergétiques futurs.

Les recherches actuelles se concentrent sur :

  • Le développement de nouveaux matériaux semi-conducteurs plus efficaces
  • L'optimisation de la structure des cellules photovoltaïques
  • L'amélioration des systèmes de conversion et de stockage de l'énergie

Ces avancées contribueront à la réalisation de grands projets internationaux pour l'énergie du futur, visant à accroître la part des énergies renouvelables dans le mix énergétique mondial.

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Lola, utilisatrice iOS

J'adore cette application ❤️ Je l'utilise presque tout le temps pour réviser.

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Propriétés physico-chimiques

Ondes et signaux

Modèle corpusculaire de la lumière : le photon

 

Physique/Chimie

•

321

•

5 janv. 2022

•

4 pages

Le futur des énergies : Exos corrigés & fonctionnement alternateur (Terminale)

J

Jasmine Belkebir

@jasminebelkebir_hzvh

Le futur des énergies repose sur des technologies comme les alternateurs et les cellules photovoltaïques. Ces dispositifs permettent de convertir différentes formes d'énergie en électricité, jouant un rôle crucial dans la transition vers des sources d'énergie plus durables. L'étude... Affiche plus

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Les cellules photovoltaïques : conversion directe de la lumière en électricité

Les cellules photovoltaïques représentent une technologie clé pour le futur des énergies renouvelables. Elles permettent de convertir directement l'énergie lumineuse du soleil en électricité, sans passer par une étape mécanique intermédiaire.

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Exemple: Une cellule photovoltaïque en silicium absorbe les photons dont l'énergie correspond à la différence entre sa bande de valence et sa bande de conduction.

Le processus de conversion se déroule en plusieurs étapes :

  1. Absorption du photon par le semi-conducteur
  2. Création d'une paire électron-trou
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Highlight: L'efficacité des cellules photovoltaïques dépend de leur capacité à absorber un large spectre de la lumière solaire.

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Rendement et optimisation des dispositifs de conversion d'énergie

Le rendement est un facteur crucial pour évaluer l'efficacité des alternateurs et des cellules photovoltaïques dans le cadre du futur des énergies.

Définition: Le rendement est le rapport entre l'énergie utile produite et l'énergie reçue par un dispositif.

Pour un alternateur, le rendement s'exprime par la formule :

η = EnergieutileEnergie utile / Energierec\cueEnergie reçue = PuissanceutilePuissance utile / Puissancerec\cuePuissance reçue

Highlight: Le rendement des alternateurs modernes est généralement élevé, proche de 1 ou100ou 100%.

Pour les cellules photovoltaïques, l'optimisation du rendement passe par :

  • L'amélioration de l'absorption du spectre solaire
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Exemple: Le silicium cristallin est le matériau le plus couramment utilisé dans les cellules photovoltaïques en raison de son spectre d'absorption qui coïncide bien avec le spectre d'émission solaire.

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L'étude des alternateurs et des cellules photovoltaïques s'inscrit dans le cadre plus large de l'Enseignement scientifique sur le futur des énergies. Ces technologies jouent un rôle crucial dans les scénarios énergétiques futurs, comme ceux présentés dans le rapport "RTE Futurs énergétiques 2050".

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  • Le développement de nouveaux matériaux semi-conducteurs plus efficaces
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L'alternateur : convertisseur d'énergie mécanique en électricité

L'alternateur est un dispositif essentiel dans la production d'électricité, utilisé dans de nombreuses centrales électriques. Son principe de fonctionnement repose sur le phénomène d'induction électromagnétique.

Définition: Un alternateur est un convertisseur d'énergie mécanique en énergie électrique.

Le fonctionnement de l'alternateur implique la rotation d'un aimant rotorrotor à l'intérieur d'un ensemble de fils conducteurs fixes statorstator. Cette rotation crée un courant électrique dans les fils par induction.

Exemple: Dans une centrale hydroélectrique, l'eau en chute fait tourner une turbine connectée à l'alternateur, produisant ainsi de l'électricité.

Les alternateurs sont utilisés dans divers types de centrales électriques :

  • Centrales hydroélectriques utilisantl′eˊnergiedel′eauutilisant l'énergie de l'eau
  • Centrales nucléaires et thermiques utilisantlavapeursouspressionutilisant la vapeur sous pression
  • Éoliennes utilisantl′eˊnergieduventutilisant l'énergie du vent

Highlight: La polyvalence des alternateurs les rend essentiels pour la production d'électricité à partir de diverses sources d'énergie renouvelables et non renouvelables.

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L'application est très facile d'utilisation et bien conçue. Jusqu'à présent, j'ai trouvé tout ce que je cherchais et j'ai pu apprendre beaucoup de choses grâce aux présentations ! Je vais certainement utiliser l'application pour un travail en classe ! Et comme source d'inspiration personnelle, elle est bien sûr aussi très utile.

Stefan S

utilisateur iOS

Cette application est vraiment super. Il y a tellement de fiches de révision et d'aide, [...]. Par exemple, la matière qui me pose problème est le français et l'appli a un choix d'aide très large. Grâce à cette application, je me suis améliorée en français. Je la recommanderais à tout le monde.

Samantha Klich

utilisatrice Android

Waouh, je suis vraiment abasourdi. J'ai essayé l'application parce que je l'avais déjà vue plusieurs fois dans la publicité et j'ai été absolument choquée. Cette appli est L'AIDE dont on rêve pour l'école et surtout, elle propose tellement de choses, comme des rédactions et des fiches qui m'ont personnellement TRÈS bien aidé.

Anna

utilisatrice iOS

Meilleur application je voulais m'entraîner pour mes maths puis j'ai tout compris d'un coup c'est mon nouveau prof maintenant 🤣🤣

Thomas R

utilisateur d' Android

super application pour réviser je révise tout les soirs

Esteban M

utilisateur d'Android

Permet de vraiment comprendre les cours sous forme de fiches de révisions déjà faites ! Incroyable, je recommande vraiment

Leny

utilisateur d'Android

L'application est tout simplement géniale ! Il me suffit de taper mon sujet dans la barre de recherche et je le vérifie très rapidement. Je ne dois plus regarder 10 vidéos YouTube pour comprendre quelque chose et j'économise ainsi mon temps. Je te le recommande !

Sudenaz Ocak

utilisateur Android

Cette application m'a vraiment fait m'améliorer ! J'étais vraiment nul en maths à l'école et grâce à l'appli, je suis meilleur en maths ! Je suis tellement reconnaissante que vous ayez créé cette application.

Greenlight Bonnie

utilisateur Android

PARFAIT 🌟 💕🔥 ça facilite Vrmt la révision avec des fiches de révisions fascinants✨🥰

Khady

utilisatrice d'Android

Je conseille vraiment ! je galère à avoir des cours clairs et ça aide énormément !!

Claire

utilisatrice iOS

C’est vraiment mais vraiment la meilleurs appli au début de l’année au collège jetait une élève perturbatrice et j’avais 9 de moyenne générale plus précisément 9,68... Et la un de mes potes me donne cette appli pour réviser c’était incroyable y’a des fiche de révision des quiz bref grâce à cette appli je suis passé de 9,68 à 17,40 trop contente 🤩🤩

Raoul

utilisateur IOS

Knowunity est vraiment une application incroyable elle est pour tous les âges et s’adapte à tous les niveaux.Elle permet de mieux comprendre et apprendre. Cette application est super pour les devoirs et pour les contrôles je la recommande à tous le monde petit ou grands

Ella

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Leny

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Sudenaz Ocak

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Cette application m'a vraiment fait m'améliorer ! J'étais vraiment nul en maths à l'école et grâce à l'appli, je suis meilleur en maths ! Je suis tellement reconnaissante que vous ayez créé cette application.

Greenlight Bonnie

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PARFAIT 🌟 💕🔥 ça facilite Vrmt la révision avec des fiches de révisions fascinants✨🥰

Khady

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Je conseille vraiment ! je galère à avoir des cours clairs et ça aide énormément !!

Claire

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C’est vraiment mais vraiment la meilleurs appli au début de l’année au collège jetait une élève perturbatrice et j’avais 9 de moyenne générale plus précisément 9,68... Et la un de mes potes me donne cette appli pour réviser c’était incroyable y’a des fiche de révision des quiz bref grâce à cette appli je suis passé de 9,68 à 17,40 trop contente 🤩🤩

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Knowunity est vraiment une application incroyable elle est pour tous les âges et s’adapte à tous les niveaux.Elle permet de mieux comprendre et apprendre. Cette application est super pour les devoirs et pour les contrôles je la recommande à tous le monde petit ou grands

Ella

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