Document vidéo n°1 : expérience de Faraday en 1831
Quel savant a découvert que la passage d'un courant électrique dans un fil conducteur pouvait créer un champ magnétique ?
Comment peut-on obtenir l'équivalent d'un aimant à partir de matériel électrique ?
Que permet de faire un galvanomètre ?
Comment appelle-t-on le phénomène qui permet de créer un courant électrique à partir d'un champ magnétique ?
Comment peut-on modifier l'intensité d'un champ magnétique créer par une bobine électrique ?
Comment peut-on créer un courant alternatif à partir d'une bobine électrique ?
Document vidéo n°2
Que montre ce document vidéo ?
Ce dispositif est-il récent ? Justifier votre réponse.
Quel type de transformation d'énergie est effectué ?
Quel convertisseur est utilisé pour effectuer cette transformation ?
Pensez-vous que le rendement de ce convertisseur puisse être égal à 1 ? Justifier votre réponse.
De quoi dépend d'après-vous la durée de la recharge de la batterie du smartphone ?
Document vidéo n°3
Qu'est-ce qu'un courant électrique ?
Qu'est-ce qui constitue un alternateur ?
Quelle partie de l'alternateur constitue le « stator » ?
Et le « rotor » ?
Qu'est-ce qu'une turbine ? A quoi sert-elle ?
La fréquence « f » du courant électrique induit est proportionnelle à la vitesse de rotation du rotor notée « w », le coefficient de proportionnalité correspond au nombre d'aimants « n » présents dans le rotor. Quelle relation peut-on écrire entre ces grandeurs ?
Légender le schéma ci-dessous représentant l'alternateur d'un vélo en utilisant le vocabulaire proposé : rotor, stator, bobine, aimant, courant électrique.
Recharge d'un smartphone
Retour sur le document de la vidéo n°2 : Juliette désire recharger son smartphone en utilisant le dispositif proposé dans la gare de Strasbourg alors qu'elle atteint une vitesse de 15 km/h sur le vélo.
Son smartphone possède les caractéristiques suivantes :
tension nominale : 3,85 V
énergie stockée : 7,70 Wh
tension de charge : 4,4 V
La puissance disponible à la sortie de la dynamo dépend de la vitesse à laquelle on roule à vélo :
La dynamo utilisée est une dynamo « moyeu », son rendement est d'environ 65% alors qu'une dynamo « classique » a un rendement maximum de 40%.
La dynamo « moyeu » est à droite sur l'image ci-contre.
Quelle est l'unité de la puissance électrique « P » ?
Quelle relation peut-on écrire entre la puissance « P » d'un appareil électrique, sa durée d'utilisation « t » et l'énergie « E » reçue par cet appareil ?
Quelle doit être la durée minimale pour que Juliette puisse recharger totalement la batterie de son smartphone ?Indiquer si le fait de pédaler deux fois plus vite permet de recharger la batterie deux fois plus rapidement.
La puissance électrique utile à la sortie de la dynamo est différente la puissance mécanique reçue par la dynamo, c'est pourquoi son rendement est inférieur à 100%. Quel calcul faut-il effectuer pour déterminer le rendement d'une dynamo si l'on connait la puissance électrique utile et la puissance mécanique reçue ?
Déterminer la puissance mécanique reçue par la dynamo type « moyeu » lorsque Juliette est à une vitesse de 15 km/h.