QCM : Deux siècles d’énergie électrique (16 questions)

Explication

Le dopage consiste à introduire dans le semi-conducteur des atomes d’une autre nature afin de faciliter le franchissement du gap. L’éclairage apporte de l’énergie, tandis que la superposition de couches distinctes sert à constituer un panneau photoélectrique.

Explication

Le réglage recherché équilibre le niveau de puissance et sa durée : une puissance moyenne délivrée assez longtemps peut être plus intéressante qu’un maximum très bref. « Puissance maximale brève » privilégie le pic, « puissance moyenne brève » confond niveau moyen et durée, et « puissance maximale prolongée » écarte le compromis décrit.

Explication

Dans un isolant, la bande interdite est grande, ce qui rend le passage des électrons vers la bande de conduction difficile. Une bande relativement faible caractérise plutôt un semi-conducteur, et l’absence de bande interdite correspond au conducteur.

Explication

La bande interdite d’un semi-conducteur est relativement faible. Une grande bande interdite caractérise l’isolant, tandis que le conducteur n’a pas de bande interdite.

Explication

Le rendement est le rapport de l’énergie électrique produite à l’énergie mécanique fournie : $450/600=0{,}75$, soit $75\,\%$. Le rapport inversé donne environ $1{,}33$, la soustraction donne $150\,\text{kJ}$ et l’énergie perdue correspond à $25\,\%$.

Explication

La superposition de semi-conducteurs dopés de types différents constitue un panneau photoélectrique. Un semi-conducteur dopé seul ne forme pas cette structure, et un alternateur est un autre dispositif de production électrique.

Explication

Le rendement d’un panneau photoélectrique est inférieur à celui d’un alternateur. L’option « supérieur » inverse cette comparaison, « équivalent » assimile les deux rendements et « sans relation » nie leur comparaison.

Explication

L’énergie de gap est précisément l’énergie nécessaire pour faire passer un électron de la bande de valence à la bande de conduction. L’énergie totale de l’électron et celle de la bande de valence désignent d’autres grandeurs, tandis que la recombinaison correspond au passage inverse.

Explication

Le rotor tourne et est généralement un aimant ou un électroaimant, tandis que le stator comporte une bobine de fil électrique. Inverser les pièces confond leurs rôles, et remplacer l’une d’elles par une pile ou une bobine placée au rotor ne décrit pas cette constitution.

Explication

Un champ magnétique variable peut mettre des électrons en mouvement et produire un courant : c’est l’induction électromagnétique. La création d’un champ par un courant inverse le mécanisme, un champ constant ne correspond pas à la variation nécessaire, et l’aimantation du fer est un autre effet.

Explication

En transmettant son énergie à un électron, un photon peut faire passer celui-ci à un niveau d’énergie supérieur. Un passage vers un niveau inférieur correspond à une perte d’énergie, tandis que l’émission d’un photon sans changement ou une transition du noyau ne décrit pas le mécanisme testé.

Explication

Un alternateur convertit l’énergie mécanique en énergie électrique grâce à l’induction électromagnétique. Le moteur réalise la conversion inverse, le dispositif photoélectrique utilise la lumière, et une pile produit de l’électricité par un autre principe.

Explication

L’effet photoélectrique permet à la lumière de transmettre de l’énergie aux électrons. L’émission de lumière par le métal inverse le phénomène, le transfert des électrons vers les photons inverse le sens de l’échange, et le mouvement mécanique n’est pas le transfert visé.

Explication

Dans une centrale nucléaire, la vapeur d’eau entraîne une turbine, laquelle fait tourner le rotor de l’alternateur. La chaleur ne met pas directement le rotor en mouvement, le courant d’eau correspond à une centrale hydraulique et l’option qui inverse le rôle de la turbine décrit la chaîne à l’envers.

Explication

Un courant électrique qui circule dans un fil crée un champ magnétique autour de celui-ci. Un courant induit relève de l’induction, un champ électrique variable n’est pas l’effet décrit, et un aimant permanent ne résulte pas nécessairement du simple passage du courant.

Explication

La rotation du rotor fait varier le champ dans la bobine et met les électrons en mouvement dans un sens puis dans l’autre, produisant un courant alternatif. Le courant continu garde le même sens, tandis que l’inversion du sens du courant ne signifie pas que le rotor inverse sa rotation.