QCM : Alternateurs et cellules photovoltaïques (11 questions)

Question 1

1. Dans une centrale, une turbine entraîne un alternateur qui fournit de l’électricité et s’échauffe. Quelle conversion d’énergie décrit le fonctionnement de l’alternateur ?

De l’énergie thermique en énergie électrique, avec des pertes mécaniques

De l’énergie mécanique en énergie électrique, avec des pertes thermiques

De l’énergie mécanique en énergie thermique, avec des pertes électriques

De l’énergie électrique en énergie mécanique, avec des pertes thermiques

Explication

L’alternateur transforme l’énergie mécanique reçue en énergie électrique, tandis qu’une partie est dissipée sous forme thermique. Inverser mécanique et électrique confond le sens de la conversion ; faire de la chaleur l’énergie d’entrée ou l’énergie utile attribue un mauvais rôle aux pertes.

Answer

De l’énergie mécanique en énergie électrique, avec des pertes thermiques

Question 2

2. Dans une centrale électrique, quel rôle l’alternateur occupe-t-il parmi les éléments de production ?

Un dispositif photovoltaïque de conversion de la lumière

L’élément principal de la centrale électrique

L’organe qui fournit l’énergie mécanique à la centrale

Un dispositif de stockage de l’électricité produite

Explication

L’alternateur est présenté comme l’élément principal des centrales électriques. Le stockage, la fourniture d’énergie mécanique et la conversion photovoltaïque correspondent à d’autres rôles ou dispositifs.

Answer

L’élément principal de la centrale électrique

Question 3

3. Quel scientifique a montré en 1831 que le mouvement d’un aimant près d’un fil conducteur peut y faire apparaître un courant électrique ?

André-Marie Ampère

James Clerk Maxwell

Michael Faraday

Hans-Christian Œrsted

Explication

Michael Faraday réalise en 1831 les expériences décisives montrant l’apparition d’un courant lors du mouvement d’un aimant près d’un conducteur. Œrsted est associé à la déviation d’une boussole par un courant, tandis que Maxwell formalise plus tard le lien entre champs électrique et magnétique.

Answer

Michael Faraday

Question 4

4. Pour construire un alternateur, une équipe assemble une bobine conductrice et une source de champ magnétique. Quelle disposition permet de respecter sa constitution ?

La bobine et la source de champ magnétique restent immobiles l’une par rapport à l’autre

La bobine et la source de champ magnétique sont en mouvement l’une par rapport à l’autre

La bobine conductrice est remplacée par un fil droit près de la source magnétique

La source magnétique est remplacée par une seconde bobine immobile

Explication

Un alternateur comprend une source de champ magnétique et une bobine conductrice qui sont en mouvement l’une par rapport à l’autre. Une disposition immobile supprime cette caractéristique, et un fil droit ou une seconde bobine ne décrit pas la constitution indiquée.

Answer

La bobine et la source de champ magnétique sont en mouvement l’une par rapport à l’autre

Question 5

5. Que désigne le rendement d’une conversion énergétique ?

Une grandeur qui évalue l’efficacité de la conversion d’énergie

Une grandeur qui mesure la durée nécessaire à la conversion d’énergie

Une grandeur qui décrit la vitesse de transfert de l’énergie

Une grandeur qui indique la quantité d’énergie thermique produite

Explication

Le rendement évalue l’efficacité d’une conversion, notamment en comparant l’énergie utile à l’énergie fournie. La quantité d’énergie thermique produite renseigne sur les pertes, mais ne définit pas à elle seule le rendement.

Answer

Une grandeur qui évalue l’efficacité de la conversion d’énergie

Question 6

6. Un rotor possède 4 paires de pôles et tourne à 50 tours par seconde. Quelle fréquence de courant produit-il dans le stator ?

12,5 hertz

50 hertz

100 hertz

200 hertz

Explication

Chaque tour produit autant de périodes que le rotor possède de paires de pôles, donc la fréquence vaut $f = pv = 4 \times 50 = 200$ hertz. La valeur de 50 hertz confond la vitesse de rotation avec la fréquence du courant.

Answer

Elle décrit le comportement de la matière à l’échelle de l’infiniment petit.

Answer

Au XXᵉ siècle

Answer

La puissance crête est sa puissance électrique maximale, tandis que la puissance fournie varie avec les conditions d’utilisation.

Answer

Une partie de l’énergie est dissipée sous forme de chaleur.

Answer

Mettre la bobine et la source magnétique en mouvement l’une par rapport à l’autre

Question 7

7. Quel rôle la mécanique quantique joue-t-elle dans l’étude de la matière ?

Elle décrit l’extraction d’électrons par des photons dans un matériau.

Elle détermine la fréquence d’un courant produit par un alternateur.

Elle décrit le comportement de la matière à l’échelle de l’infiniment petit.

Elle explique la conversion de l’énergie mécanique en énergie électrique.

Explication

La mécanique quantique sert à décrire le comportement de la matière à l’échelle de l’infiniment petit. L’extraction d’électrons par des photons relève plutôt de l’interaction entre la lumière et la matière.

Question 8

8. À quelle période la mécanique quantique est-elle apparue et a-t-elle transformé la physique ?

Au XXᵉ siècle

Au début du XXIᵉ siècle

Au XIXᵉ siècle

Au XVIIIᵉ siècle

Explication

La mécanique quantique est apparue au XXᵉ siècle et a transformé la physique. Le XIXᵉ siècle est une période antérieure à celle indiquée.

Question 9

9. Quelle différence distingue la puissance crête d’une cellule photovoltaïque de la puissance électrique qu’elle fournit dans des conditions données ?

La puissance crête correspond à la puissance reçue du Soleil, tandis que la puissance fournie est la chaleur produite par la cellule.

La puissance crête désigne la puissance électrique minimale, tandis que la puissance fournie dépend uniquement de la température.

La puissance crête est sa puissance électrique maximale, tandis que la puissance fournie varie avec les conditions d’utilisation.

La puissance crête est la puissance moyenne sur une journée, tandis que la puissance fournie est une valeur maximale indépendante de l’éclairement.

Explication

La puissance crête désigne la puissance électrique maximale que peut fournir une cellule photovoltaïque ; sa puissance effective dépend notamment de l’éclairement et de la température. La puissance reçue du Soleil est une puissance radiative, et non la puissance crête électrique de la cellule.

Question 10

10. Pourquoi un alternateur ne transforme-t-il pas toute l’énergie mécanique reçue en énergie électrique ?

Une partie de l’énergie est convertie en énergie chimique.

Une partie de l’énergie est dissipée sous forme de chaleur.

Une partie de l’énergie est stockée sous forme de mouvement du rotor.

Une partie de l’énergie est renvoyée sous forme d’énergie radiative.

Explication

La conversion dans un alternateur s’accompagne de pertes sous forme d’énergie thermique. L’énergie chimique n’est pas indiquée comme une forme de perte liée à son fonctionnement.

Question 11

11. Pour vérifier expérimentalement l’induction dans un alternateur, quelle action doit-on réaliser entre la bobine conductrice et la source de champ magnétique ?

Maintenir la bobine et la source magnétique immobiles dans la même orientation

Faire circuler un courant dans la bobine sans modifier le champ magnétique

Mettre la bobine et la source magnétique en mouvement l’une par rapport à l’autre

Éloigner la bobine du circuit électrique tout en maintenant l’aimant fixe

Explication

Le mouvement relatif entre la bobine conductrice et la source de champ magnétique fait varier le champ traversant le conducteur et peut y induire un courant. Maintenir les deux éléments immobiles ne produit pas cette variation par mouvement.

QCM : Alternateurs et cellules photovoltaïques (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Dans une centrale, une turbine entraîne un alternateur qui fournit de l’électricité et s’échauffe. Quelle conversion d’énergie décrit le fonctionnement de l’alternateur ?

2. Dans une centrale électrique, quel rôle l’alternateur occupe-t-il parmi les éléments de production ?

3. Quel scientifique a montré en 1831 que le mouvement d’un aimant près d’un fil conducteur peut y faire apparaître un courant électrique ?

4. Pour construire un alternateur, une équipe assemble une bobine conductrice et une source de champ magnétique. Quelle disposition permet de respecter sa constitution ?

5. Que désigne le rendement d’une conversion énergétique ?

6. Un rotor possède 4 paires de pôles et tourne à 50 tours par seconde. Quelle fréquence de courant produit-il dans le stator ?

7. Quel rôle la mécanique quantique joue-t-elle dans l’étude de la matière ?

8. À quelle période la mécanique quantique est-elle apparue et a-t-elle transformé la physique ?

9. Quelle différence distingue la puissance crête d’une cellule photovoltaïque de la puissance électrique qu’elle fournit dans des conditions données ?

10. Pourquoi un alternateur ne transforme-t-il pas toute l’énergie mécanique reçue en énergie électrique ?

11. Pour vérifier expérimentalement l’induction dans un alternateur, quelle action doit-on réaliser entre la bobine conductrice et la source de champ magnétique ?

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