QCM : Production et fonctionnement de l’électricité (9 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Dans quelle situation une induction électromagnétique peut-elle faire apparaître une tension et un courant dans un conducteur ?

Lorsqu’un conducteur est relié à une pile, même en l’absence de source de champ magnétique.
Lorsqu’un conducteur est soumis à un champ électrique variable, sans présence de champ magnétique.
Lorsqu’une source de champ magnétique se déplace près du conducteur, ou que le conducteur se déplace près de cette source.
Lorsqu’un conducteur est chauffé près d’une source de champ magnétique immobile, sans mouvement relatif.

Lorsqu’une source de champ magnétique se déplace près du conducteur, ou que le conducteur se déplace près de cette source.

Explication

L’induction électromagnétique apparaît lorsqu’il y a un mouvement relatif entre une source de champ magnétique et un matériau conducteur. Un champ électrique variable ou le simple chauffage du conducteur ne correspond pas à la condition décrite ici.

2. Quelle transformation énergétique est réalisée par un alternateur ?

Il convertit l’énergie mécanique fournie à son rotor en énergie électrique.
Il convertit l’énergie thermique du stator en énergie électrique.
Il convertit l’énergie magnétique du rotor en énergie thermique.
Il convertit l’énergie électrique fournie à son rotor en énergie mécanique.

Il convertit l’énergie mécanique fournie à son rotor en énergie électrique.

Explication

Un alternateur transforme en énergie électrique l’énergie mécanique apportée à son rotor. La transformation de l’énergie électrique en énergie mécanique décrit plutôt le fonctionnement d’un moteur.

3. Comment définir un courant électrique induit dans un conducteur ?

C’est un courant qui apparaît lorsque le conducteur est relié à une source électrique extérieure.
C’est un courant qui apparaît lorsque le conducteur est soumis à une induction électromagnétique.
C’est un courant qui apparaît lorsque le conducteur est chauffé par une source thermique.
C’est un courant qui apparaît lorsque le conducteur produit lui-même un champ magnétique.

C’est un courant qui apparaît lorsque le conducteur est soumis à une induction électromagnétique.

Explication

Un courant induit est un courant qui apparaît dans un matériau conducteur soumis à une induction électromagnétique. Un courant fourni par une pile est dû à une source extérieure et ne se définit pas par ce phénomène.

4. Dans un alternateur dont le rotor tourne près du stator, quel rôle joue le stator ?

Il tourne avec les enroulements et produit le champ magnétique de la machine.
Il reste immobile et porte généralement les enroulements où apparaissent les tensions et les courants induits.
Il reste immobile et fournit l’énergie mécanique nécessaire à la rotation du rotor.
Il tourne près des enroulements et porte généralement la source de champ magnétique.

Il reste immobile et porte généralement les enroulements où apparaissent les tensions et les courants induits.

Explication

Le stator est la partie immobile et comprend souvent des enroulements de cuivre où apparaissent les tensions et courants induits. Le rotor, contrairement au stator, est la partie mise en rotation et porte généralement une source de champ magnétique.

5. Quelle contribution est associée à James Clerk Maxwell dans le développement de l’alternateur ?

Il a formulé des lois mathématiques modélisant l’induction électromagnétique.
Il a découvert l’induction électromagnétique au terme d’expériences en 1831.
Il a conçu la première dynamo de vélo fondée sur l’induction électromagnétique.
Il a démontré que l’alternateur produit de l’électricité sans mouvement.

Il a formulé des lois mathématiques modélisant l’induction électromagnétique.

Explication

Maxwell a développé des lois mathématiques qui modélisent l’induction électromagnétique, découverte auparavant par Faraday. L’attribution de la découverte à Maxwell confond son travail de modélisation avec celui de Faraday.

6. Quel rendement approximatif est indiqué pour l’alternateur de la centrale hydroélectrique de Serre-Ponçon ?

Environ 95,2 %
Environ 73,5 %
Environ 70,0 %
Environ 90,5 %

Environ 95,2 %

Explication

Le rapport entre les quelque 700 GWh électriques produits et les 735 GWh mécaniques reçus donne un rendement d’environ 95,2 %. Les valeurs de 70,0 % et 73,5 % correspondent à des quantités d’énergie, et non au rendement indiqué.

7. Quel est l’objectif de l’expérience associant un aimant et une bobine ?

Déterminer la masse de l’aimant à partir de son déplacement près de la bobine
Mesurer la résistance électrique de la bobine lorsque l’aimant reste immobile
Étudier la production d’une tension et d’un courant induits par leur mouvement relatif
Comparer la température de la bobine selon la forme de l’aimant

Étudier la production d’une tension et d’un courant induits par leur mouvement relatif

Explication

L’expérience sert à étudier l’apparition d’une tension et d’un courant induits lorsque l’aimant et la bobine sont en mouvement relatif. Mesurer la résistance de la bobine ne correspond pas à l’objectif décrit.

8. En quelle année Michael Faraday a-t-il découvert l’induction électromagnétique, principe exploité par l’alternateur ?

En 1831, après des expériences sur l’électricité et le magnétisme
Au début du XIXᵉ siècle, avant ses expériences sur l’électricité
Plusieurs années après 1831, lors de la mise au point de l’alternateur
En 1831, après avoir formulé les lois mathématiques de l’induction

En 1831, après des expériences sur l’électricité et le magnétisme

Explication

Michael Faraday découvre l’induction électromagnétique en 1831 au terme d’expériences sur les interactions entre électricité et magnétisme. Les lois mathématiques qui modélisent ce phénomène sont développées plus tard par James Clerk Maxwell.

9. En quoi le courant induit se distingue-t-il de l’induction électromagnétique ?

Le courant induit est le champ magnétique d’un aimant, tandis que l’induction électromagnétique désigne la rotation du rotor.
Le courant induit est une tension créée dans un isolant, tandis que l’induction électromagnétique désigne un courant fourni par une pile.
Le courant induit est le courant qui apparaît dans un conducteur, tandis que l’induction électromagnétique désigne le phénomène qui le provoque.
Le courant induit est le mouvement d’une source magnétique, tandis que l’induction électromagnétique désigne le conducteur immobile.

Le courant induit est le courant qui apparaît dans un conducteur, tandis que l’induction électromagnétique désigne le phénomène qui le provoque.

Explication

Le courant induit est le courant qui apparaît dans un matériau conducteur soumis à l’induction électromagnétique, laquelle désigne le phénomène général. La confusion plausible consiste à assimiler l’induction au mouvement de la source magnétique, alors que ce mouvement relatif est une condition du phénomène, pas sa définition.

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Mémorisez les réponses avec 10 flashcards sur Production et fonctionnement de l’électricité.

Que convertit un alternateur en énergie électrique ?

L’énergie mécanique fournie à son rotor.

Quel élément de l’alternateur est mis en rotation près du stator ?

Le rotor.

Qu’est-ce que l’induction électromagnétique ?

L’apparition d’une tension et d’un courant induits dans un conducteur lorsqu’une source de champ magnétique est mise en mouvement à proximité, ou inversement.

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