Panneau photovoltaïque ? moteur

NOM :
mardi 13 avril 2010
INTERROGATION DE COURS N°5
1S4 Durée : 1h00
calculatrice
autorisée Exercice 2 (8 points) 1 . Donner les écritures topologiques des produits A, B et C. (1.5 pts) [pic] 2 . Nommer les produits A, B et C. (1.5 pts) A : méthylpropène B : benzène C : 3-méthylpent-1-ène 3 . Donner les écritures topologiques et les noms de tous les isomères du
produit C. (3 pts) [pic] Remarque : Le hex-2-ène, le hex-3-ène, le 4-méthylpent-2-ène peuvent tous
exister soit en isomère Z, soit en isomère E : [pic] 4 . Comment peut-on mettre en évidence les produits A et C ? (0.5 pt) Avec de l'eau de brome. Cette solution, de couleur orange, se décolore en
présence d'alcènes. 5 . Citer un autre procédé d'obtention d'hydrocarbures insaturés. (0.5 pt) vapocraquage = craquage en présence d'eau 6 . Ecrire l'équation de la réaction de polymérisation du produit A. (1 pt) [pic] Exercice 1 (12 points)
|Dans une zone aride du | |
|Burkinafaso, une pompe a été|[pic] |
|installée afin de remonter | |
|l'eau d'un puits et | |
|d'alimenter le village | |
|voisin. | |
| | |
|L'installation est | |
|représentée sur le schéma | |
|ci-contre : | |
| | |
|Le moteur de cette pompe | |
|absorbe une puissance | |
|électrique nominale [pic]= | |
|600 W. | |
| | |
|Il est alimenté lors de son | |
|fonctionnement par une | |
|batterie d'accumulateurs au | |
|plomb. La batterie est | |
|rechargée par un panneau | |
|solaire photovoltaïque. | |
| | |
| | | 1. Etude du panneau solaire photovoltaïque Dans la zone concernée, la puissance lumineuse reçue par mètre carré de
surface terrestre vaut 1,4 kW.m-2.
Le panneau solaire, de surface S = 2,0 m2 , convertit au maximum 15 % de
cette puissance lumineuse en puissance électrique. 1. Quelle est la puissance lumineuse reçue par le panneau solaire
photovoltaïque ? (1 pt) Plum = 1,4.2,0 = 2,8 kW 2. En déduire la puissance électrique maximale fournie par le panneau
solaire photovoltaïque. (1 pt) Pél = (15/100).Plum = (15/100).2,8 = 4,2.10-1 kW 2. Etude de la batterie d'accumulateurs 2.1. Charge de la batterie. Lors de la charge, la batterie d'accumulateurs au plomb se comporte comme
un récepteur actif de force contre-électromotrice [pic]= 24,0 V et de
résistance interne négligeable.
Le panneau solaire photovoltaïque est modélisé par un générateur de force
électromotrice E = 24,6 V et de résistance interne r = 0,10 (. 2.1.1. Représenter le schéma équivalent du circuit en fléchant la tension
et le courant selon les conventions adaptées. (1 pt) [pic] 2.1.2. Montrer que l'intensité du courant dans le circuit vaut 6 A. (2 pts) On a : UPN = UAB soit E - r.I = E' d'où : I = (E - E') / r = (24,6 - 24,0) / 0,10 = 0,6 / 0,10 = 6 A 2.1.3. En déduire l'énergie chimique [pic]stockée par la batterie au bout
de six heures de charge. (1.5 pts) Wchim = E'.I.(t = 24,0.6.6.60.60 = 3.106 J 2.2. Décharge de la batterie dans le moteur. En décharge, la f.c.e.m de la batterie d'accumulateur devient sa f.e.m : la
batterie se comporte donc comme un générateur de f.é.m Eb = 24,0 V. Elle
alimente le moteur qui fonctionne à puissance nominale selon le circuit
suivant :
[pic]
Les fils de connexion (AP) et (BN) d'une longueur de 30 m chacun sont
assimilés à des conducteurs ohmiques de résistance R = 5,0.10-2 ( chacun. 2.2.1. Déduire du bilan de puissance l'expression suivante : Eb.I = Pél +
2.R.I2 (2 pts) On a : Eb = 2.R.I + UAB
Par conséquent : Eb.I = 2.R.I2 + UAB.I = 2.R.I2 + Pél 2.2.2. Montrer qu'une intensité I = 28 A est solution de l'équation trouvée
au 2.2.1. (1 pt) L'équation s'écrit : 1,00.10-1.I2 - 24,0.I + 600 = 0 Discriminant : ( = 24,02 - 4.1,00.10-1.600 = 336 I = ( 24,0 - (336)1/2 )/ 2,00.10-1 = 28,3 A l'autre solution de l'équation
étant aberrante (I > 100 A !)
3. Pompage de l'eau : La pompe relève l'eau d'une hauteur de H = 16 m, avec
un rendement de 80%, c'est-à-dire que 80% de l'énergie électrique reçue par
le moteur est convertie en énergie mécanique utile. 3.1. Exprimer la variation d'énergie mécanique d'une masse m d'eau élevée
d'une hauteur H à vitesse constante. (1 pt) [pic] 3.2. Quelle masse d'eau le moteur est-il capable de relever à vitesse
constante pendant 1 heure de fonctionnement ? (intensité de la pesanteur :
9,81 N.kg-1) (1.5 pts) (80/100).Pél.(t = m.g.H Soit : m = 0,80. Pél.(t / g.H = 0,80.600.3600 / 9,81.16 = 11.103 kg
(11 m3)