Brevet

1. Préciser si la source utilisée par une centrale hydroélectrique est renouvelable ou non. Justifier la réponse.

2. À l'aide du texte, compléter le schéma de la conversion d'énergie réalisée par l'alternateur.

3. Indiquer le pourcentage d'énergie thermique dissipée par l'alternateur en expliquant le raisonnement.

4. Calculer l'énergie électrique produite par un alternateur recevant 68 320 kJ d'énergie de mouvement.

Un véhicule hybride est un mix entre un véhicule électrique et un véhicule thermique. En mode électrique, le moteur électrique utilise l'énergie fournie par une batterie préalablement chargée pour obtenir de l'énergie cinétique. Il n'y a alors pas d'émission de dioxyde de carbone CO₂. En mode thermique, c'est l'énergie chimique du carburant qui permet de rouler. Dans ce cas, la combustion du carburant entraîne une production de dioxyde de carbone CO₂.

Les nouveaux modèles sont aussi dotés d'un dispositif de freinage régénératif. Lorsque le conducteur freine, l'énergie cinétique, habituellement entièrement dissipée sous forme de chaleur, est convertie en énergie électrique, ce qui permet de recharger la batterie.

Préciser si la source d'énergie du mode thermique d'un véhicule hybride peut être qualifiée de renouvelable. Justifier la réponse.

Comparer les émissions de gaz à effet de serre à l'usage des deux modes d'un véhicule hybride.

Un panneau rayonnant est un système de chauffage constitué d'une plaque de carbone ou d'alliage métallique chauffée par des résistances. Cette plaque émet un rayonnement électromagnétique infrarouge qui réchauffe l'air, les objets, les murs, le plafond et les corps aux alentours, qui l'absorbent.

1. À l'aide de la loi d'Ohm, calculer la résistance R des résistances chauffantes d'un panneau rayonnant alimentées par une tension U=220 \mathrm{~V} et traversées par un courant d'intensité I=6,82 \mathrm{~A}.

2. Tous les panneaux rayonnants sont branchés en dérivation. Le circuit ainsi constitué est protégé par un disjoncteur de 24 A. Calculer le nombre maximum de panneaux rayonnants que l'on peut brancher sur ce circuit en expliquant le raisonnement.

3. Le fabricant recommande une puissance de 100 W par mètre carré (m²). Indiquer la pièce dans laquelle ce panneau rayonnant est le plus adapté en expliquant le raisonnement.

En 1880, Pierre et Jacques Curie découvrent l'effet piézoélectrique de certains matériaux. En se déformant, ceux-ci sont capables de se polariser électriquement. On peut alors transformer une énergie cinétique en énergies électrique et thermique. Ce principe est depuis utilisé dans de nombreux domaines comme l'aéronautique, l'automobile ou l'acoustique (microphone et haut-parleur).

Depuis 2009, les chercheurs ont repris cette idée pour produire de l'électricité à partir du mouvement des piétons et des véhicules. Produites à partir de pneumatiques recyclés, des dalles sont activées par les pas des passants. Testées dans une centaine d'endroits dans le monde comme Rio de Janeiro, Londres ou Abu Dhabi, elles permettent d'alimenter l'éclairage public à LED, la signalisation directionnelle ou des bornes de recharge de téléphones.

Un lampadaire d'une puissance de 100 W est utilisé 6,0 h par jour en moyenne. Vérifier que l'énergie électrique convertir par ce lampadaire sur un an est de 219 kWh.

L'activation d'une dalle permet la conversion de 1.1\mathrm{x}10^{-6} \mathrm{kWh} d'énergie sous forme d'électricité. Calculer le nombre de pas nécessaires à l'alimentation de ce lampadaire pour une année et commenter le résultat.