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Oussama

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Exercice 1

Un treuil est en mouvement, entraîné par un moteur électrique. Celui-ci fait monter une charge de 5 m de hauteur en 4 secondes.

1) Quelle est la vitesse linéaire de la charge ?

2) Calculer le travail du poids de la charge pendant ce déplacement. (m = 3 kg)

3) En déduire la puissance utile du treuil.

4) Le moteur du treuil absorbe une puissance électrique de 2 kW. Quel est le rendement du treuil dans ces conditions ?

(D’après sujet de BEP Métiers de l’électricité Académie de Rennes Session 1998)

Exercice 2

1) Le scooter se déplace sur une route horizontale à la vitesse de 12,5 m/s. La force motrice est alors de 120 N. Calculer, dans ce cas, la puissance mécanique.

2) Si la puissance mécanique est de 1 500 W et la puissance électrique de 1 800W, calculer le rendement global.

3) Pour une puissance électrique P de 1 800W et une tension U aux bornes du moteur de 18 V, calculer l’intensité absorbée.
Fiche technique :

- Moteur à courant continu :  tension : 18 V  puissance : 1800 W.

- Accumulateur Ni-Cd :  tension U= 18 V   capacité Q=100 Ah  temps de charge total t = 5h.

- Autonomie :  45 km à la vitesse de 45 km/h.
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Exercices sur le travail mécanique et la puissance                                                                                                 2/2

4) La capacité de l’accumulateur étant de 100 Ah, calculer la distance théorique maximum que peut parcourir le scooter (à la vitesse de 45 km/h sur le plat).

(D’après sujet de BEP Secteur 3 Reims Session 1997)
Exercice 3

Sur un chantier, on veut soulever une charge de masse m = 300 kg d’une hauteur h = 2,8 m. Pour cela on utilise un moteur électrique.

1) Compléter la chaîne énergétique en marquant les transferts d’énergie.

Moteur  Charge Energie Electrique ……….
Energie mécanique ……….
Energie mécanique

Chaleur

Energie thermique

2) Calculer la valeur du poids de la charge (on donne g = 9,81 N/kg).

3) Calculer le travail du poids P
��
pour le déplacement vertical de la charge pour une hauteur
de 2,8 m.

4) Le moteur absorbe une énergie de 10 000 J. Calculer son rendement énergétique.

(D’après sujet de BEP Electrotechnique Session juin 2000)
Exercice 4

1) Un moteur a une puissance utile de 5 kW et un rendement de 0,8. Quelle est sa puissance absorbée ?

2) Si le moteur fonctionne pendant 2 h 30 min, quelle est l’énergie absorbée en Wh, puis en kWh ?

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Exercice  :
Bilan énergétique d’un lèvevitre électrique. Un moteur d’un lèvevitre d’une automobile, à courant continu et à aimant permanent, a son induit alimenté par une  tension constante U = 13 V. Cet induit absorbe une intensité constante de 13,5 A durant une manœuvre. Une manœuvre  comprend une montée et une descente de la vitre. La durée totale de cette opération est égale à 6 secondes.
1. Calculer l’énergie électrique Wm absorbée par ce moteur lorsque l’on effectue 100 manœuvres. 2. Calculer l’énergie chimique Wc fournie par la combustion du carburant pour effectuer ces 100 manœuvres sachant  que le rendement Wm / Wc est égal à 25 %.
3. Sachant que 1 litre de carburant peut fournir par combustion une énergie de 32000 kJ, calculer, en mL, le volume V  de ce super carburant consommé pour ces 100 manœuvres.

Exercice :
Groupe électrogène. On considère un groupe électrogène constitué d’un moteur diesel et une transmission permettant de mettre en rotation  un alternateur. L’ensemble sert d’alimentation de secours à une installation électrique de 14,5 kW. Un sectionneur permet  de séparer l’alternateur de l’installation électrique.
-Donner un schéma du dispositif en y insérant la chaîne énergétique (il faut faire apparaître le type d’énergie  absorbée, fournie et perdue par chaque élément). 
Le rendement du moteur diesel est de 35 %, celui de la transmission de 60%, celui de l’alternateur est 92%. Calculer  le rendement global du groupe électrogène.
-Calculer la puissance absorbée par le moteur lorsque l’alternateur fournit les 14,5 kW à l’installation électrique.
-Calculer l’énergie fournit par le carburant pour 1 h de fonctionnement. Sachant que le pourvoir énergétique d’un litre de gasoil est de 50 900 kJ/l, calculer la consommation de carburant  pour 1 h de fonctionnement