Carte mentalePremière spé · L'électron au travail
Carte mentale — E1 · La pile, le courant et le rendement
Masque les idées et essaie de les retrouver.
La pile, le courant et le rendement
E1 — du débit de charges à la facture d'énergie
Le courant
Qui porte la charge
- Dans un métal : les électrons libres
- Dans une solution : les ions
- Un électron porte la charge −e, avec e = 1,6 × 10⁻¹⁹ C
L'intensité
- I = Q / Δt : un débit de charges
- I en ampères, Q en coulombs, Δt en secondes
- 1 A = 1 C.s⁻¹
Le sens conventionnel
- Du pôle + vers le pôle − à l'extérieur du générateur
- Les électrons circulent dans le sens opposé
- Une convention ancienne, que l'on a gardée
La pile réelle
Le modèle
- Une source idéale E, la force électromotrice
- En série avec une résistance interne r
- U = E − r × I
Lire E et r
- On lit E à courant nul : c'est la tension à vide
- La pente de la droite vaut −r
Le court-circuit
- Bornes reliées par un fil : I monte jusqu'à E / r
- Ce courant grille les fusibles et chauffe les piles
Diagnostiquer une pile
- On lit l'état d'une pile dans r, pas dans sa tension à vide
- Une pile usée garde une tension à vide presque normale
- Le froid augmente r : les phares brillent, le démarreur cale
Puissance et énergie
Les deux relations
- P = U × I, en watts
- E = P × Δt, en joules
- 1 kWh = 3,6 × 10⁶ J
La différence
- La puissance : l'énergie reçue ou fournie chaque seconde
- Sur la facture, tu paies l'énergie
- Le coût dépend de P × Δt, pas de P seul
Rendement et pertes
L'effet Joule
- Tout conducteur parcouru par un courant chauffe
- P = R × I² : P est multipliée par 4 quand I double
Le rendement
- η = énergie utile / énergie absorbée
- Sans unité, souvent en pourcents
- Toujours inférieur à 100 %
Ce qu'est vraiment une perte
- Une perte n'est pas de l'énergie détruite
- C'est de l'énergie sous une forme qu'on ne voulait pas
- Effet Joule : perte du moteur, mais utile au chauffe-eau
La mesure et son doute
- Une mesure s'écrit avec son incertitude : u = Δ / √3
- Deux fourchettes qui se recouvrent : ex æquo
- Sans fourchette, on ne peut pas comparer deux valeurs