Qui a découvert l’induction électromagnétique et en quelle année ?
Michael Faraday, en 1831.
Quand un courant apparaît-il par induction électromagnétique ?
Lorsqu’un aimant est mis en mouvement près d’un conducteur.
Quel convertisseur produit généralement l’électricité dans les centrales non photovoltaïques ?
Un alternateur convertissant une énergie de mouvement en énergie électrique.
Quelle centrale ne repose pas généralement sur la conversion d’une énergie de mouvement ?
La centrale photovoltaïque.
Qui a défini l’alternateur et à quelle époque ?
Faraday, au XIXe siècle.
Quelle transformation énergétique un alternateur réalise-t-il ?
Il transforme une énergie mécanique en énergie électrique grâce à l’induction électromagnétique.
Quels éléments constituent le stator d’un alternateur ?
Des bobines de cuivre fixes.
Quels éléments constituent le rotor d’un alternateur ?
Des aimants ou des électroaimants mobiles.
En quoi l’alternateur convertit-il l’énergie mécanique de rotation ?
En énergie électrique par induction.
Quelle formule exprime le rendement d’un alternateur avec les puissances ?
Qu’est-ce qu’un turbo-alternateur ?
L’association d’une turbine et d’un alternateur qui transforme la puissance mécanique d’un fluide en mouvement en électricité.
Que décrit la physique quantique à l’échelle microscopique ?
Le comportement de la matière.
Que signifie « quantifiée » pour l’énergie en physique quantique ?
Elle ne peut prendre que certaines valeurs.
À quelle condition un atome absorbe-t-il un photon ?
Son énergie correspond à l’écart entre deux niveaux d’énergie.
Quelle énergie ont les photons émis par un atome ?
Une énergie égale à l’écart entre deux niveaux.
Qu’est-ce qu’un semi-conducteur ?
Un matériau isolant qui devient conducteur grâce à un apport d’énergie extérieur.
Quelle condition énergétique permet à un photon de provoquer un courant dans un semi-conducteur ?
Son énergie doit dépasser celle de la bande interdite.
De quoi est constituée une cellule photovoltaïque ?
D’une jonction entre deux semi-conducteurs, l’un dopé n et l’autre dopé p.
Quels matériaux composent la plupart des cellules photovoltaïques ?
Du silicium.
Quel rendement atteint une cellule photovoltaïque typique ?
Environ 20 à 25 %.
Comment définit-on le point de puissance maximale d’une cellule photovoltaïque ?
C’est le couple courant-tension qui fournit la puissance maximale.
Pourquoi certains photons ne contribuent-ils pas au rendement photovoltaïque ?
Ils n’excitent pas les électrons.
Pourquoi des photons apportant trop d’énergie limitent-ils le rendement photovoltaïque ?
Une partie de leur énergie dépasse celle nécessaire.
Quel effet un spectre d’absorption plus large a-t-il sur le rendement de conversion photovoltaïque ?
Il améliore le rendement de conversion.
Quel effet un spectre d’absorption plus large a-t-il sur l’énergie solaire absorbée ?
Le capteur absorbe davantage d’énergie solaire.
Quel phénomène les alternateurs électriques exploitent-ils ?
L’induction électromagnétique.
Qui a théorisé l’induction électromagnétique après Faraday ?
Maxwell, au XIXe siècle.
Que devient la fréquence électrique produite par un alternateur de bicyclette quand sa rotation accélère ?
Elle augmente.
Quel est le rendement moyen des alternateurs de centrales ?
0,95, soit 95 %.
Sous quelle forme se dissipent les pertes énergétiques d’un alternateur ?
Sous forme thermique.
De quels facteurs dépend l’énergie convertie par un alternateur ?
De sa vitesse de rotation, de l’intensité du champ magnétique et du nombre de spires de la bobine.
Quels états peut avoir le fluide entraînant un turbo-alternateur ?
Il peut être liquide ou gazeux.
Quelle puissance nominale caractérise les centrales nucléaires françaises ?
De 1 800 à 5 400 MW.
Quelle puissance nominale caractérise les centrales hydrauliques françaises ?
De 1 à 1 800 MW.
Quelle puissance nominale caractérise les centrales françaises à flamme ?
De 100 à 1 000 MW.
Que sont les quanta échangés entre la lumière et la matière ?
Des paquets d’énergie portés par les photons.
Quel phénomène la physique quantique explique-t-elle dans les spectres atomiques ?
L’absorption et l’émission de lumière par la matière.
Quel matériau semi-conducteur est utilisé dans les cellules photovoltaïques ?
Le silicium.
Quel phénomène électromagnétique a été montré à la fin du XIXe siècle ?
Un rayonnement peut extraire des électrons de la matière et engendrer un courant électrique.
De quoi dépend l’énergie minimale des photons permettant d’extraire des électrons ?
Du matériau.
Comment les niveaux d’énergie possibles sont-ils organisés dans un semi-conducteur ?
En bandes séparées par une bande interdite, ou gap.
Quand la lumière solaire permet-elle une conversion photovoltaïque ?
Lorsque les spectres d’absorption du matériau et solaire partagent des longueurs d’onde.
Que représente la caractéristique d’une cellule photovoltaïque ?
L’ensemble des couples d’intensité et de tension (I, U).
Que désigne la tension à vide d’une cellule photovoltaïque ?
La tension à ses bornes lorsqu’elle ne débite aucun courant.
Quand l’intensité de court-circuit d’une cellule photovoltaïque est-elle obtenue ?
Lorsque ses deux bornes sont reliées ensemble et qu'U = 0 V.
Comment calculer la résistance au point de puissance maximale d’une cellule photovoltaïque ?
Que produit l’ajout progressif de jonctions ayant des gaps différents sur le spectre absorbé ?
Il élargit le spectre absorbé.
Quels semi-conducteurs constituent la cellule photovoltaïque à triple jonction présentée ?
GaInP, GaAs et Ge.
Quel physicien a proposé d’étendre la dualité onde-corpuscule à la matière en 1924 ?
Louis de Broglie.
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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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