Physique-Chimie Cycle 4
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Thème 1 - Organisation et transformations de la matière
Ch. 1
L'eau que nous buvons est-elle pure ?
Ch. 2
La matière : états, masse et volume
Ch. 3
Les changements d'état de la matière
Ch. 4
Les mélanges
Ch. 5
La matière à l'échelle microscopique
Ch. 6
Que trouve-t-on dans l'air ?
Ch. 7
Les transformations chimiques et la pollution
Ch. 8
Modélisation des transformations chimiques
Ch. 9
Les ions dans notre quotidien
Ch. 10
Quand les acides et les bases réagissent
Ch. 11
Introduction à la masse volumique
Ch. 12
La masse volumique
Ch. 13
La matière, dans l'espace et dans l'Univers
Ch. 14
De l'Univers aux atomes
Thème 2 - Mouvement et interactions
Ch. 15
Introduction à la vitesse et au mouvement
Ch. 16
Repérage de mouvement et mesure de vitesse
Ch. 17
Vitesse et mouvement
Ch. 18
Les interactions
Ch. 19
Les forces
Ch. 20
Le poids
Thème 3 - L'énergie et ses conversions
Ch. 21
Introduire la notion d'énergie
Ch. 22
Conversion et transfert de l'énergie
Ch. 23
La conservation de l'énergie
Ch. 24
Les circuits électriques
Ch. 25
La tension et l'intensité
Ch. 26
Relations entre grandeurs dans les circuits électriques
Ch. 27
Résistance et loi d'Ohm
Ch. 28
Puissance et énergie en électricité
Puissance et énergie en électricité
Ouverturep. 369
Un four microondes difficile à régler
Activité documentairep. 370
De quoi dépend la puissance d'une lampe ?
Activité expérimentalep. 371
Pourquoi l'électricité de la maison « saute-t-elle » ?
Activité documentairep. 372
De l'énergie facturée !
Tâche complexep. 373
Bilan
Bilanp. 374-375
Exercices
Exercicesp. 376-381
Un problème de lave-linge
Sujet Brevetp. 382-383
Thème 4 - Des signaux pour observer et communiquer
Ch. 29
Le son
Ch. 30
La lumière
Ch. 31
Vitesse de propagation des signaux
Ch. 32
Des signaux au-delà de la perception humaine
Nos dossiers d'actualité
Nos dossier d'actualité
Brevet
Sujet 5 - Sujet brevet

Un problème de lave-linge

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Introduction

Les appareils électriques sont classés depuis plusieurs années selon leurs performances énergétiques. Un étiquetage systématique a été adopté. Il résume les principales caractéristiques et performances de l'appareil. Doivent en particulier figurer sur cette étiquette :
  • la classe énergetique de l'appareil ;
  • les données de consommation de l'appareil ;
  • les données liées au bruit que produit l'appareil.
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Partie 1
Énergie consommée par le lave-linge

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Doc. 1
Le lave-linge.

Placeholder pour Le lave-linge.Le lave-linge.
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Un lave-linge est composé de deux éléments :
  • une résistance destinée à être traversée par un fort courant électrique et ainsi faire chauffer l'eau entre 30 °C et 60 °C par effet joule ;
  • un moteur destiné à faire tourner le tambour de la machine plus ou moins vite en fonction de la phase du lavage (lavage ou essorage).
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Doc. 2
Caractéristiques du moteur électrique.

Phase du cycleDurée
(min)		Vitesse du rotor
(tr/min)		Vitesse tambour
(tr/min)		Puissance
(W)
Lavage4580050100
Essorage1511 500850300
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Doc. 3
Caractéristiques de la résistance.

Puissance2 kW
Durée de chauffage20 min
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Questions
1. Rappelle la relation entre la puissance P d'un récepteur électrique, l'énergie électrique E qu'il convertit et sa durée t de fonctionnement.

2. Pour chaque récepteur, calcule l'énergie convertie à chaque phase du cycle de lavage.

3. Calcule l'énergie électrique totale convertie au cours d'un cycle de lavage en W.h.
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Partie 2
Classe énergétique du lave-linge

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Doc. 4
Étiquette- énergie incomplète du lave-linge.

Placeholder pour Étiquette- énergie incomplète du lave-linge.Étiquette- énergie incomplète du lave-linge.
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Doc. 5
Efficacité énergétique d'un lave-linge.

Sur les étiquettes des appareils électroménagers est indiquée la classe énergétique, de A à G, A étant la classe la plus économique en énergie.

Récemment approuvées, les classes A+, A++ et A+++ permettent de classer les appareils très économiques comme ceci :
  • A+ : appareil plus économique de 10 % que la classe A ;
  • A++ : appareil plus économique de 20 % que la classe A ;
  • A+++ : appareil plus économique de 30 % que la classe A.
Pour le lavage, l'échelle d'e cacité énergétique est calculée pour une lessive sur le cycle « blanc » à 60 °C et ramenée à 1 kg de linge. L'unité est donc kWh/kg de linge.

A+++A++A+ABCDEFG
< 0,14< 0,15< 0,17< 0,19< 0,23< 0,27< 0,31< 0,35< 0,39< 0,39

D'après « Étiquette-énergie », Wikipedia.org.
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Question
Pour l'achat d'un lave-linge il faut être particulièrement attentif à son cout économique (dépense en électricité et eau), sa capacité en kg et le bruit de l'essorage.

1. Trouve la classe énergétique du lave-linge en utilisant les résultats précédents et en considérant que le moteur et la résistance chauffante sont les seuls dispositifs convertissant de l'énergie.
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Partie 3
Lavage à l'eau froide

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Doc. 6
Schéma de principe d'un lave-linge.

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Doc. 7
Symbole normalisé du fusible.

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Doc. 8
Valeurs nominales d'un lave-linge.

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Doc. 9
Valeurs mesurées par le réparateur.

U = 230 V I = 1,3 A
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Questions
Le lave-linge ne lave plus correctement le linge. Le service après-vente envoie un réparateur qui met le lave-linge en route à sa puissance maximale. Il mesure la tension aux bornes de l'entrée du lave-linge et l'intensité du courant entrant dans l'appareil.

1. Doc. 6 Reproduis le schéma de fonctionnement du lave-linge en ajoutant les appareils de mesures utilisés par le réparateur.

2. Rappelle la relation entre la puissance, la tension et l'intensité du courant électrique.

3. D'après les documents à ta disposition, comment le réparateur a-t-il pu déduire de ses mesures que c'était le fusible de protection de la résistance qui avait grillé ?
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