QCM : Électricité et alternateur — 13 questions

Explication

Les progrès de l’électricité s’appuient sur l’observation du monde et sur la confrontation des explications avec une démarche scientifique. La simple répétition d’expériences, sans examen critique des explications, ne suffit pas à caractériser cette démarche.

Explication

La démarche scientifique progresse en confrontant les explications aux observations et aux résultats expérimentaux. Une théorie qui contredit les phénomènes observés doit être réexaminée plutôt que privilégiée.

Explication

En avril 1820, Oersted observe qu’un courant électrique dévie et peut faire tourner l’aiguille d’une boussole, établissant un lien expérimental entre électricité et magnétisme. Cette expérience ne concerne ni l’unification théorique de Maxwell ni l’idée d’un fluide magnétique distinct.

Explication

Ampère interprète l’expérience d’Oersted en proposant que le magnétisme soit un aspect de l’électricité. L’idée d’un fluide magnétique distinct correspond à la confusion signalée et ne traduit pas son interprétation.

Explication

Maxwell élabore une théorie électromagnétique fondée sur ses équations, qui unifie les phénomènes optiques, électriques et magnétiques. La découverte de la déviation d’une boussole revient à Oersted, tandis que l’induction est associée à Faraday.

Explication

Michael Faraday découvre l’induction électromagnétique en 1831 après une longue série d’expériences sur les interactions entre électricité et magnétisme. Oersted, Ampère et Maxwell ont apporté d’autres contributions importantes, mais ne sont pas associés à cette découverte précise.

Explication

L’induction électromagnétique apparaît lorsqu’une source de champ magnétique et un conducteur sont en mouvement relatif, ce qui peut faire apparaître une tension et un courant. Un aimant immobile près d’une bobine ne produit pas de courant induit dans la situation décrite.

Explication

Le rotor est la partie mobile qui tourne près du stator et porte généralement la source du champ magnétique. Le stator, au contraire, reste immobile et contient habituellement les enroulements où apparaissent les grandeurs induites.

Explication

Les tensions et les courants induits apparaissent généralement dans les enroulements de cuivre du stator, qui est immobile. Le rotor est la partie en rotation et ne correspond donc pas à l’élément décrit ici.

Explication

Un alternateur transforme une énergie mécanique en énergie électrique grâce à l’induction électromagnétique. La conversion inverse correspondrait au principe général d’un moteur électrique.

Explication

Dans la plupart des centrales, une turbine entraîne mécaniquement l’alternateur, ce qui permet la production d’électricité. Un transformateur modifie la tension, mais il ne fournit pas le mouvement mécanique nécessaire à l’alternateur.

Explication

Le rendement compare l’énergie utile obtenue en sortie à l’énergie disponible fournie en entrée, ce qui conduit au quotient indiqué. L’inversion du quotient mesurerait une grandeur différente et pourrait dépasser la valeur attendue pour un rendement.

Explication

La tension est alternative parce qu’elle change de signe, et périodique parce que cette évolution se répète selon un même motif. Une tension constante et positive ne serait pas alternative.