Flashcards : Production et conversion de l’énergie électrique (49 cartes)

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1Question

Qui a découvert l’induction électromagnétique et en quelle année ?

Réponse

Michael Faraday, en 1831.

2Question

Quand un courant apparaît-il par induction électromagnétique ?

Réponse

Lorsqu’un aimant est mis en mouvement près d’un conducteur.

3Question

Quel convertisseur produit généralement l’électricité dans les centrales non photovoltaïques ?

Réponse

Un alternateur convertissant une énergie de mouvement en énergie électrique.

4Question

Quelle centrale ne repose pas généralement sur la conversion d’une énergie de mouvement ?

Réponse

La centrale photovoltaïque.

5Question

Qui a défini l’alternateur et à quelle époque ?

Réponse

Faraday, au XIXe siècle.

6Question

Quelle transformation énergétique un alternateur réalise-t-il ?

Réponse

Il transforme une énergie mécanique en énergie électrique grâce à l’induction électromagnétique.

7Question

Quels éléments constituent le stator d’un alternateur ?

Réponse

Des bobines de cuivre fixes.

8Question

Quels éléments constituent le rotor d’un alternateur ?

Réponse

Des aimants ou des électroaimants mobiles.

9Question

En quoi l’alternateur convertit-il l’énergie mécanique de rotation ?

Réponse

En énergie électrique par induction.

10Question

Quelle formule exprime le rendement d’un alternateur avec les puissances ?

Réponse

η=PeˊlectriquePmeˊcanique\eta=\frac{P_{\text{électrique}}}{P_{\text{mécanique}}}

11Question

Qu’est-ce qu’un turbo-alternateur ?

Réponse

L’association d’une turbine et d’un alternateur qui transforme la puissance mécanique d’un fluide en mouvement en électricité.

12Question

Que décrit la physique quantique à l’échelle microscopique ?

Réponse

Le comportement de la matière.

13Question

Que signifie « quantifiée » pour l’énergie en physique quantique ?

Réponse

Elle ne peut prendre que certaines valeurs.

14Question

À quelle condition un atome absorbe-t-il un photon ?

Réponse

Son énergie correspond à l’écart entre deux niveaux d’énergie.

15Question

Quelle énergie ont les photons émis par un atome ?

Réponse

Une énergie égale à l’écart entre deux niveaux.

16Question

Qu’est-ce qu’un semi-conducteur ?

Réponse

Un matériau isolant qui devient conducteur grâce à un apport d’énergie extérieur.

17Question

Quelle condition énergétique permet à un photon de provoquer un courant dans un semi-conducteur ?

Réponse

Son énergie doit dépasser celle de la bande interdite.

18Question

De quoi est constituée une cellule photovoltaïque ?

Réponse

D’une jonction entre deux semi-conducteurs, l’un dopé n et l’autre dopé p.

19Question

Quels matériaux composent la plupart des cellules photovoltaïques ?

Réponse

Du silicium.

20Question

Quel rendement atteint une cellule photovoltaïque typique ?

Réponse

Environ 20 à 25 %.

21Question

Comment définit-on le point de puissance maximale d’une cellule photovoltaïque ?

Réponse

C’est le couple courant-tension qui fournit la puissance maximale.

22Question

Pourquoi certains photons ne contribuent-ils pas au rendement photovoltaïque ?

Réponse

Ils n’excitent pas les électrons.

23Question

Pourquoi des photons apportant trop d’énergie limitent-ils le rendement photovoltaïque ?

Réponse

Une partie de leur énergie dépasse celle nécessaire.

24Question

Quel effet un spectre d’absorption plus large a-t-il sur le rendement de conversion photovoltaïque ?

Réponse

Il améliore le rendement de conversion.

25Question

Quel effet un spectre d’absorption plus large a-t-il sur l’énergie solaire absorbée ?

Réponse

Le capteur absorbe davantage d’énergie solaire.

26Question

Quel phénomène les alternateurs électriques exploitent-ils ?

Réponse

L’induction électromagnétique.

27Question

Qui a théorisé l’induction électromagnétique après Faraday ?

Réponse

Maxwell, au XIXe siècle.

28Question

Que devient la fréquence électrique produite par un alternateur de bicyclette quand sa rotation accélère ?

Réponse

Elle augmente.

29Question

Quel est le rendement moyen des alternateurs de centrales ?

Réponse

0,95, soit 95 %.

30Question

Sous quelle forme se dissipent les pertes énergétiques d’un alternateur ?

Réponse

Sous forme thermique.

31Question

De quels facteurs dépend l’énergie convertie par un alternateur ?

Réponse

De sa vitesse de rotation, de l’intensité du champ magnétique et du nombre de spires de la bobine.

32Question

Quels états peut avoir le fluide entraînant un turbo-alternateur ?

Réponse

Il peut être liquide ou gazeux.

33Question

Quelle puissance nominale caractérise les centrales nucléaires françaises ?

Réponse

De 1 800 à 5 400 MW.

34Question

Quelle puissance nominale caractérise les centrales hydrauliques françaises ?

Réponse

De 1 à 1 800 MW.

35Question

Quelle puissance nominale caractérise les centrales françaises à flamme ?

Réponse

De 100 à 1 000 MW.

36Question

Que sont les quanta échangés entre la lumière et la matière ?

Réponse

Des paquets d’énergie portés par les photons.

37Question

Quel phénomène la physique quantique explique-t-elle dans les spectres atomiques ?

Réponse

L’absorption et l’émission de lumière par la matière.

38Question

Quel matériau semi-conducteur est utilisé dans les cellules photovoltaïques ?

Réponse

Le silicium.

39Question

Quel phénomène électromagnétique a été montré à la fin du XIXe siècle ?

Réponse

Un rayonnement peut extraire des électrons de la matière et engendrer un courant électrique.

40Question

De quoi dépend l’énergie minimale des photons permettant d’extraire des électrons ?

Réponse

Du matériau.

41Question

Comment les niveaux d’énergie possibles sont-ils organisés dans un semi-conducteur ?

Réponse

En bandes séparées par une bande interdite, ou gap.

42Question

Quand la lumière solaire permet-elle une conversion photovoltaïque ?

Réponse

Lorsque les spectres d’absorption du matériau et solaire partagent des longueurs d’onde.

43Question

Que représente la caractéristique d’une cellule photovoltaïque ?

Réponse

L’ensemble des couples d’intensité et de tension (I, U).

44Question

Que désigne la tension à vide d’une cellule photovoltaïque ?

Réponse

La tension à ses bornes lorsqu’elle ne débite aucun courant.

45Question

Quand l’intensité de court-circuit d’une cellule photovoltaïque est-elle obtenue ?

Réponse

Lorsque ses deux bornes sont reliées ensemble et qu'U = 0 V.

46Question

Comment calculer la résistance au point de puissance maximale d’une cellule photovoltaïque ?

Réponse

Rm=UmImR_m=\frac{U_m}{I_m}

47Question

Que produit l’ajout progressif de jonctions ayant des gaps différents sur le spectre absorbé ?

Réponse

Il élargit le spectre absorbé.

48Question

Quels semi-conducteurs constituent la cellule photovoltaïque à triple jonction présentée ?

Réponse

GaInP, GaAs et Ge.

49Question

Quel physicien a proposé d’étendre la dualité onde-corpuscule à la matière en 1924 ?

Réponse

Louis de Broglie.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 17 questions sur Production et conversion de l’énergie électrique.

1. Pourquoi une cellule photovoltaïque ne convertit-elle pas toute l’énergie des photons solaires en énergie électrique ?

2. Une centrale produit de l’électricité sans utiliser de panneaux photovoltaïques. Quel principe de production repose généralement sur un alternateur dans ce type de centrale ?

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