QCM : Énergie électrique et production (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle liste rassemble les formes d’énergie présentées ?

Cinétique, radiative, électrique, chimique, lumineuse et nucléaire
Mécanique, sonore, électrique, chimique, thermique et magnétique
Mécanique, radiative, électrique, biologique, thermique et nucléaire
Mécanique, radiative, électrique, chimique, thermique et nucléaire

Mécanique, radiative, électrique, chimique, thermique et nucléaire

Explication

Les formes citées comprennent l’énergie mécanique, radiative, électrique, chimique, thermique et nucléaire. L’énergie sonore est une forme possible dans d’autres classifications, mais elle ne figure pas dans cette liste.

2. Un appareil transforme l’énergie électrique reçue en chaleur pour réchauffer une pièce. Quelles formes d’énergie sont principalement en jeu ?

L’énergie nucléaire reçue et l’énergie radiative produite
L’énergie mécanique reçue et l’énergie électrique produite
L’énergie électrique reçue et l’énergie thermique produite
L’énergie chimique reçue et l’énergie mécanique produite

L’énergie électrique reçue et l’énergie thermique produite

Explication

La situation met en jeu l’énergie électrique en entrée et l’énergie thermique en sortie, deux formes d’énergie présentées. L’énergie chimique ne correspond pas à la forme reçue dans ce cas.

3. Quelle relation permet de calculer le rendement d’un convertisseur à partir des énergies ?

η=EutileErec¸ue\eta = \frac{E_{\text{utile}}}{E_{\text{reçue}}}
η=Eutile+Erec¸ue\eta = E_{\text{utile}} + E_{\text{reçue}}
η=Erec¸ueEutile\eta = \frac{E_{\text{reçue}}}{E_{\text{utile}}}
η=Erec¸ue−Eutile\eta = E_{\text{reçue}} - E_{\text{utile}}

$$\eta = \frac{E_{\text{utile}}}{E_{\text{reçue}}}$$

Explication

Le rendement est le rapport entre l’énergie utile fournie et l’énergie reçue. L’inverse de ce rapport échange le rôle de l’entrée et de la sortie.

4. Un convertisseur reçoit 500 J et fournit 350 J d’énergie utile ; quelle quantité d’énergie est perdue ?

350 J
850 J
500 J
150 J

150 J

Explication

La conservation de l’énergie donne une énergie reçue égale à la somme des énergies utile et perdue : la perte est donc de 500 J moins 350 J, soit 150 J. La valeur de 350 J correspond à l’énergie utile, et non à l’énergie perdue.

5. Que représente une tonne équivalent pétrole comme unité d’énergie ?

L’énergie produite par une tonne de charbon, soit environ 42 millions de joules
L’énergie consommée par un appareil de 1 kW fonctionnant pendant 42 milliards de secondes
La puissance fournie par une tonne de pétrole pendant une heure, soit 42 milliards de watts
L’énergie contenue dans une tonne de pétrole brut moyen, soit environ 42 milliards de joules

L’énergie contenue dans une tonne de pétrole brut moyen, soit environ 42 milliards de joules

Explication

La tonne équivalent pétrole correspond à l’énergie contenue dans une tonne de pétrole brut moyen, évaluée à environ 42 milliards de joules. Elle ne désigne ni une puissance ni une unité fondée sur le charbon.

6. Quelle relation permet de calculer la puissance électrique à partir de la tension et de l’intensité ?

P=R×IP = R \times I
P=RIP = \frac{R}{I}
P=U×IP = U \times I
P=UIP = \frac{U}{I}

$$P = U \times I$$

Explication

La puissance électrique est le produit de la tension par l’intensité. La relation U=R×IU = R \times I décrit la loi d’Ohm et ne donne pas directement la puissance.

7. Quel est le rôle du rotor dans un alternateur ?

Maintenir l’aimant fixe tandis que la bobine tourne pour produire un courant continu.
Porter la bobine mobile qui fournit directement un courant continu au circuit extérieur.
Porter l’aimant mobile dont la rotation par rapport à la bobine permet de produire un courant alternatif.
Dissiper l’énergie mécanique reçue sous forme thermique avant la production électrique.

Porter l’aimant mobile dont la rotation par rapport à la bobine permet de produire un courant alternatif.

Explication

Le rotor est l’aimant mobile, dont la rotation par rapport à la bobine participe à la production d’un courant alternatif. La bobine est la partie fixe de l’alternateur et constitue le stator.

8. En quoi la puissance radiative reçue par une cellule photovoltaïque diffère-t-elle de la puissance électrique qu’elle fournit ?

La puissance radiative mesure le rendement de la cellule, tandis que la puissance électrique mesure son aire éclairée.
La puissance radiative correspond à l’énergie électrique produite, tandis que la puissance électrique correspond au rayonnement reçu.
La puissance radiative dépend de la tension et de l’intensité, tandis que la puissance électrique dépend de l’éclairement et de l’aire éclairée.
La puissance radiative dépend de l’éclairement et de l’aire éclairée, tandis que la puissance électrique dépend de la tension et de l’intensité.

La puissance radiative dépend de l’éclairement et de l’aire éclairée, tandis que la puissance électrique dépend de la tension et de l’intensité.

Explication

La puissance radiative reçue se calcule à partir de l’éclairement et de l’aire éclairée, alors que la puissance électrique fournie dépend de la tension et de l’intensité. La relation fondée sur la tension et l’intensité ne décrit donc pas la puissance radiative reçue.

9. Dans une centrale nucléaire, quelle étape permet à la vapeur de produire de l’électricité ?

Elle transmet sa chaleur au circuit secondaire par convection.
Elle déclenche les réactions nucléaires dans le combustible.
Elle actionne une turbine couplée à un générateur électrique.
Elle chauffe directement le circuit primaire de la cuve.

Elle actionne une turbine couplée à un générateur électrique.

Explication

La vapeur produite dans le circuit secondaire met en mouvement une turbine reliée à un générateur électrique. Le transfert de chaleur au circuit secondaire est une étape antérieure qui ne produit pas directement l’électricité.

10. Que se passe-t-il dans une STEP lorsque la demande d’électricité augmente après une période d’excédent de production ?

L’eau du bassin inférieur est pompée vers le bassin supérieur par une turbine.
L’eau du bassin supérieur est chauffée pour produire de la vapeur électrique.
L’eau stockée est transformée en énergie chimique dans un accumulateur.
L’eau du bassin supérieur entraîne une turbine qui produit de l’électricité.

L’eau du bassin supérieur entraîne une turbine qui produit de l’électricité.

Explication

Quand la demande augmente, l’eau stockée dans le bassin supérieur descend et entraîne une turbine qui produit de l’électricité. Le pompage vers le bassin supérieur correspond à la phase de stockage, déclenchée lors d’un excès de production.

11. Un pays compare plusieurs scénarios pour répondre à ses besoins énergétiques. Quels critères doit-il mettre en balance pour effectuer ses choix ?

Le rendement, la disponibilité des ressources, le coût et l’impact environnemental
Le coût, la facilité de stockage, la fréquence d’utilisation et la quantité d’énergie produite
La disponibilité des ressources, leur origine primaire, leur puissance et leur mode de transport
La puissance nominale, la durée de vie, le rendement et la distance aux consommateurs

Le rendement, la disponibilité des ressources, le coût et l’impact environnemental

Explication

Les choix énergétiques reposent sur un compromis entre le rendement, la disponibilité géographique ou temporelle, le coût et l’impact sur l’environnement. La puissance nominale et la distance aux consommateurs peuvent compter dans une analyse, mais elles ne remplacent pas ces critères essentiels.

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Quelles formes d’énergie sont présentées ?

L’énergie mécanique, radiative, électrique, chimique, thermique et nucléaire.

Comment définit-on le rendement d’un convertisseur à partir des énergies ?

Le rapport entre l’énergie utile fournie et l’énergie reçue.

Quelle relation relie l’énergie, la puissance et la durée ?

E=P×ΔtE = P \times \Delta t

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