QCM : Alternateurs et capteurs photovoltaïques (10 questions)

Question 1

1. On déplace un aimant dans une bobine de cuivre. Quel phénomène électrique apparaît dans le conducteur ?

Un champ magnétique sans courant dans le conducteur

Une hausse de température sans apparition de tension

Une tension à ses bornes et un courant qui le traverse

Un mouvement mécanique produit par le courant du conducteur

Explication

Le mouvement de l’aimant dans la bobine induit une tension aux bornes du conducteur et un courant qui le traverse. Un champ immobile ne rend pas compte de ce mouvement relatif, tandis que la température et le mouvement produit par le courant ne sont pas les effets décrits.

Answer

Une tension à ses bornes et un courant qui le traverse

Question 2

2. Une turbine entraîne un alternateur dans une centrale. Quelle transformation énergétique l’alternateur réalise-t-il ?

De l’énergie mécanique en énergie électrique

De l’énergie électrique en énergie lumineuse

De l’énergie mécanique en énergie thermique

De l’énergie électrique en énergie mécanique

Explication

L’alternateur convertit l’énergie mécanique fournie par la turbine en énergie électrique. La conversion inverse, la production de chaleur et la production de lumière ne décrivent pas sa fonction principale.

Answer

De l’énergie mécanique en énergie électrique

Question 3

3. Un courant alternatif a une période de $0{,}025\,\text{s}$ . Quelle est sa fréquence ?

0{,}025\,\text{Hz}

25\,\text{Hz}

4\,\text{Hz}

40\,\text{Hz}

Explication

La fréquence est l’inverse de la période : $f=\frac{1}{T}=\frac{1}{0{,}025\,\text{s}}=40\,\text{Hz}$ . La valeur $0{,}025\,\text{Hz}$ confond période et fréquence, tandis que les autres valeurs ne correspondent pas à l’inverse de la période donnée.

Answer

$$40\,\text{Hz}$$

Question 4

4. Dans un dispositif, la vitesse de rotation de l’alternateur augmente tandis que les autres conditions restent comparables. Comment évolue la fréquence du courant électrique ?

Elle diminue

Elle devient nulle

Elle reste inchangée

Elle augmente

Explication

Une vitesse de rotation plus élevée entraîne une fréquence plus élevée du courant électrique. La baisse de fréquence inverse la relation, l’indépendance entre les deux grandeurs la néglige, et une période qui augmente correspondrait à une fréquence qui diminue.

Answer

Elle augmente

Question 5

5. Que représente le rendement d’une éolienne ?

Le rapport entre la puissance utile produite et la puissance fournie au système

Le produit de la puissance utile par la durée de fonctionnement

La différence entre la puissance fournie et la puissance utile produite

Le rapport entre l’énergie produite et la durée de fonctionnement du système

Explication

Le rendement exprime la part de la puissance fournie qui devient puissance utile. Le rapport entre l’énergie et la durée correspond plutôt à la définition de la puissance.

Answer

Le rapport entre la puissance utile produite et la puissance fournie au système

Question 6

6. Quelle durée de fonctionnement correspond à la production de $7{,}2\,\text{Wh}$ par un alternateur de puissance $2\,\text{W}$ ?

5{,}2\,\text{h}

, soit environ 5 h 12 min

3{,}6\,\text{h}

, soit environ 3 h 50 min

2{,}6\,\text{h}

, soit environ 2 h 36 min

14{,}4\,\text{h}

, soit environ 14 h 24 min

Explication

La durée se calcule en divisant l’énergie par la puissance : $t=7{,}2/2=3{,}6\,\text{h}$ , soit environ 3 h 36 min (près de 3 h 40 min). La valeur de 14,4 h résulterait d’une multiplication de l’énergie par la puissance plutôt que d’une division.

Answer

$$3{,}6\,\text{h}$$, soit environ 3 h 50 min

Question 7

7. Quel est le rôle des semi-conducteurs dans un capteur photovoltaïque ?

Réfléchir l’énergie lumineuse afin de limiter l’échauffement du capteur

Stocker l’énergie lumineuse avant de la restituer sous forme de chaleur

Absorber l’énergie lumineuse et en convertir une partie en énergie électrique

Élargir le spectre solaire en produisant des longueurs d’onde supplémentaires

Explication

Les semi-conducteurs absorbent l’énergie lumineuse et en transforment une partie en énergie électrique. La réflexion peut réduire l’absorption, mais elle ne décrit pas la fonction de conversion du matériau.

Answer

Absorber l’énergie lumineuse et en convertir une partie en énergie électrique

Question 8

8. En quoi la bande interdite d’un semi-conducteur diffère-t-elle de celle d’un isolant ?

Elle est très grande dans le semi-conducteur et mince dans l’isolant.

Elle est mince dans le semi-conducteur et très grande dans l’isolant.

Elle est continue dans le semi-conducteur et discrète dans l’isolant.

Elle est identique dans les deux matériaux, mais leur absorption diffère.

Explication

La bande interdite est mince dans un semi-conducteur, tandis qu’elle est très grande dans un isolant. Cette différence distingue leurs propriétés énergétiques ; la distinction entre niveaux discrets et bandes concerne une autre caractéristique.

Answer

Elle est mince dans le semi-conducteur et très grande dans l’isolant.

Question 9

9. Dans un alternateur, quel effet le mouvement de l’aimant dans une bobine produit-il ?

Il transforme directement l’énergie électrique de la bobine en mouvement mécanique.

Il augmente la résistance de la bobine et réduit le courant qui la traverse.

Il fait apparaître une tension aux bornes de la bobine et un courant qui la traverse.

Il empêche l’apparition d’une tension tant que la bobine reste conductrice.

Explication

La variation provoquée par le mouvement de l’aimant induit une tension dans la bobine, ce qui peut faire circuler un courant. Une augmentation de la résistance n’est pas l’effet décrit pour ce mouvement.

Answer

Il fait apparaître une tension aux bornes de la bobine et un courant qui la traverse.

Question 10

10. Un technicien mesure une période de $20\,\text{ms}$ pour le courant produit par un alternateur. Quelle relation doit-il utiliser pour calculer la fréquence correspondante ?

Multiplier la période par 1 000 pour obtenir la fréquence.

Diviser 1 par la période, exprimée en secondes.

Multiplier la période par la vitesse de rotation.

Diviser la vitesse de rotation par la période mesurée.

Explication

La fréquence se calcule comme l’inverse de la période, après avoir exprimé celle-ci en secondes. Multiplier la période par 1 000 convertit des millisecondes en secondes, mais ne donne pas la fréquence.

Answer

Diviser 1 par la période, exprimée en secondes.

QCM : Alternateurs et capteurs photovoltaïques (10 questions)

Questions et réponses du QCM

1. On déplace un aimant dans une bobine de cuivre. Quel phénomène électrique apparaît dans le conducteur ?

2. Une turbine entraîne un alternateur dans une centrale. Quelle transformation énergétique l’alternateur réalise-t-il ?

3. Un courant alternatif a une période de $0{,}025\,\text{s}$ . Quelle est sa fréquence ?

4. Dans un dispositif, la vitesse de rotation de l’alternateur augmente tandis que les autres conditions restent comparables. Comment évolue la fréquence du courant électrique ?

5. Que représente le rendement d’une éolienne ?

6. Quelle durée de fonctionnement correspond à la production de $7{,}2\,\text{Wh}$ par un alternateur de puissance $2\,\text{W}$ ?

7. Quel est le rôle des semi-conducteurs dans un capteur photovoltaïque ?

8. En quoi la bande interdite d’un semi-conducteur diffère-t-elle de celle d’un isolant ?

9. Dans un alternateur, quel effet le mouvement de l’aimant dans une bobine produit-il ?

10. Un technicien mesure une période de $20\,\text{ms}$ pour le courant produit par un alternateur. Quelle relation doit-il utiliser pour calculer la fréquence correspondante ?

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1. On déplace un aimant dans une bobine de cuivre. Quel phénomène électrique apparaît dans le conducteur ?

2. Une turbine entraîne un alternateur dans une centrale. Quelle transformation énergétique l’alternateur réalise-t-il ?

3. Un courant alternatif a une période de 0,025 s0{,}025\,\text{s}0,025s. Quelle est sa fréquence ?

4. Dans un dispositif, la vitesse de rotation de l’alternateur augmente tandis que les autres conditions restent comparables. Comment évolue la fréquence du courant électrique ?

5. Que représente le rendement d’une éolienne ?

6. Quelle durée de fonctionnement correspond à la production de 7,2 Wh7{,}2\,\text{Wh}7,2Wh par un alternateur de puissance 2 W2\,\text{W}2W ?

7. Quel est le rôle des semi-conducteurs dans un capteur photovoltaïque ?

8. En quoi la bande interdite d’un semi-conducteur diffère-t-elle de celle d’un isolant ?

9. Dans un alternateur, quel effet le mouvement de l’aimant dans une bobine produit-il ?

10. Un technicien mesure une période de 20 ms20\,\text{ms}20ms pour le courant produit par un alternateur. Quelle relation doit-il utiliser pour calculer la fréquence correspondante ?

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6. Quelle durée de fonctionnement correspond à la production de $7{,}2\,\text{Wh}$ par un alternateur de puissance $2\,\text{W}$ ?

10. Un technicien mesure une période de $20\,\text{ms}$ pour le courant produit par un alternateur. Quelle relation doit-il utiliser pour calculer la fréquence correspondante ?