Nouveau manuel de Sciences et Technologie 6è
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Dossier Brevet
Thème 1 : Organisation et transformations de la matière
Ch. 1
De l'Univers aux atomes
Ch. 2
Les ions dans notre quotidien
Ch. 3
Quand les acides et les bases réagissent
Ch. 4
La masse volumique
Thème 2 : Mouvement et interactions
Ch. 5
Vitesse et mouvement
Ch. 6
Les forces
Ch. 7
Le poids
Thème 3 : L'énergie et ses conversions
Ch. 8
La conservation de l'énergie
Ch. 9
Résistance et loi d'Ohm
Ch. 10
Puissance et énergie en électricité
Thème 4 : Des signaux pour observer et communiquer
Ch. 11
Des signaux au-delà de la perception humaine
Dossier Brevet
Sujet 6 - Sujet guidé
Vers l'avion du futur : Solar Impulse 2
17 professeurs ont participé à cette page
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Introduction
Solar Impulse est un projet d'avion solaire entrepris par les Suisses Bertrand Piccard et André Borschberg. Il vise à faire voler, sans carburant ni émission polluante pendant le vol, un avion monoplace à moteurs électriques alimentés par l'énergie solaire pour effectuer un tour du monde.
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Partie 1Vers l'avion du futur : Solar Impulse 2
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Doc. 1 Schéma d'un circuit de charge de batterie équivalent à celui de Solar Impulse 2.
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Doc. 2 Solar Impulse 2.
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1. Une chaine énergétique représente les transferts d'énergie. Quelle est l'énergie fournie aux cellules photovoltaïques ? Quelles sont les énergies restituées ? N'oublie pas l'effet Joule !
2. Pour savoir comment sont branchés les dipôles, il faut regarder le nombre de boucle(s). S'il n'y en a qu'une, les dipôles sont associés en série ; s'il y en a plusieurs, les dipôles sont associés en dérivation.
3. Quelles sont les lois de l'électricité dans ce type de circuit ?
2. Pour savoir comment sont branchés les dipôles, il faut regarder le nombre de boucle(s). S'il n'y en a qu'une, les dipôles sont associés en série ; s'il y en a plusieurs, les dipôles sont associés en dérivation.
3. Quelles sont les lois de l'électricité dans ce type de circuit ?
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Questions
Pour faire fonctionner les quatre moteurs électriques, il faut emmagasiner de l'énergie à l'aide de panneaux solaires qui rechargent les batteries. Solar Impulse 2 possède en tout 17 248 photodiodes, également appelées des cellules photovoltaïques !
1. Fais une chaine énergétique montrant la conversion d'énergie effectuée par les panneaux solaires de l'avion.
2. Comment sont branchées les photodiodes dans le montage ?
2. Comment sont branchées les photodiodes dans le montage ?
3. Quelle est la tension délivrée par chaque photodiode ?
4. Quelle est l'intensité du courant électrique les traversant ?
4. Quelle est l'intensité du courant électrique les traversant ?
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Partie 2Le circuit de propulsion
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Doc. 3 Un des moteurs à hélice de Solar Impulse 2.
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Doc. 4 Schéma du circuit de propulsion électrique.
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1. Les montages des Doc. 1 et Doc. 4 sont différents.
2. Quelles sont les lois d'électricité dans ce type de circuit ?
2. Quelles sont les lois d'électricité dans ce type de circuit ?
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Questions
Une fois chargée par les capteurs solaires, chaque batterie peut enfin délivrer le courant électrique alimentant les quatre moteurs électriques identiques à hélice de Solar Impulse 2.
1. Comment sont branchés les moteurs dans le montage ?
2. Quelle est la tension électrique aux bornes de chaque moteur ?
3. Quelle est l'intensité du courant électrique les traversant ?
1. Comment sont branchés les moteurs dans le montage ?
2. Quelle est la tension électrique aux bornes de chaque moteur ?
3. Quelle est l'intensité du courant électrique les traversant ?
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Partie 3
Énergie consommée lors d'une étape du tour du monde
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Doc. 5 Itinéraire du tour du monde de Solar Impulse 2.
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Doc. 6 Conversion ch-W.
Chacun des 4 moteurs de Solar Impulse 2 a une puissance de 17,5 chevaux (ch). 1 ch = 736 W
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1. Fais bien attention aux unités dans cette partie.
2. La puissance totale est égale à la somme des puissances des moteurs.
3. Quelle est la relation entre l'énergie E, la puissance P et la durée de fonctionnement ?
2. La puissance totale est égale à la somme des puissances des moteurs.
3. Quelle est la relation entre l'énergie E, la puissance P et la durée de fonctionnement ?
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Questions
Le 29 mars 2015, lors de son tour du monde, Solar Impulse 2 a parcouru le trajet entre Mandalay en Birmanie (VYMD) et Chongqing en Chine (ZUCK), soit 1 450 km en 20 h 30 min.
1. Calcule la vitesse moyenne de l'avion sur ce trajet.
2. Calcule la puissance totale des moteurs de Solar Impulse 2 en kW.
3. En supposant que les moteurs aient tourné à plein régime sur tout le parcours, calcule l'énergie électrique consommée en kW.h.
1. Calcule la vitesse moyenne de l'avion sur ce trajet.
2. Calcule la puissance totale des moteurs de Solar Impulse 2 en kW.
3. En supposant que les moteurs aient tourné à plein régime sur tout le parcours, calcule l'énergie électrique consommée en kW.h.
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