Bonsoir à tous,
J'ai un exercice à rendre et je voudrais savoir où sont mes erreurs Le but de cet exercice est de comprendre pourquoi il est nécessaire d'utiliser de fortes tensions dans les lignes électriques pour limiter les pertes.
Le générateur est EDF de tension U . La ligne a pour longueur l et de resistance R. La résistance R d'un conducteur dépend de sa nature et de sa géométrie : Aire = (ρ*l)/S où l est la longueur du fil considéré en mètre, S est la surface de la section du fil en m² et ρ est la résistivité du conducteur en Ω.m
1.a) Exprimer la puissance P fourni par EDF
b) Exprimer la puissance PJ dissipée dans les lignes par effets Joules en fonction de P,R et U
2.On souhaite minimiser les pertes par effet Joule.
a)En utilisant la relation établie à la question 1.b) , montrer qu'il faut minimiser la valeur de R.
Sur quelles grandeurs peut-on influer?
b) Justifier l'unité de la résistivité d'un matériau.
Pourquoi n'utilise-t-on pas des matériaux de très faible résistivité?
c)Faut-il augmenter ou réduire la section des fils ?Es-ce réalisable?
d)Quelle découverte importante en physique permet d'annuler la résistance d'un conducteur ohmique?
3.Quelle solution reste-t-il pour limiter les pertes par effet Joule dans les fils ?Que signifie l'expression "transport sous THT" ?
4.Suposons que la ligne de transport soit en cuivre et qu'on ait : S=10mm² et l=100km
a)Calculer la résistance du fil ?
b)En suposant que la puissance fournie par une centrale est 9MW, calculer la puissance dissipée par effet Joule dans la ligne pour une tension U=400kV
c)Calculer à nouveau cette puissance pour U=40kV
d)Conclure
5.Quelle doit être la section du fil si l'on souhaite transporter ce courant sous une tension de 40kV avec une perte par effet Joule égale à celle calculée à la question 4.b) Conclure.
Données:
Matériau Résitivité (en Ω.m)
Ag 1,6.10^-8
Cu 1,7.10^-8
C(graphite) 1,2.10^-5
Si 6,2.10^2
Mesure de puissance
Il existe plusieurs méthodes pour mesurer la puissance aux bornes d'un dipôle.On propose le montage ci-dessous:
Voir schéma à la pièce jointe
L'ampèremètre se comporte comme un conducteur ohmique de faible résistance Ra
1.Quelle est l'expression de la puissance P aux bornes du dipôle BC?
2.Donner l'expression de la puissance réellement mesurée Pmes.
3.Exprimer Ua, Uv et Ud en fonction des potentiels des différents points du circuit.
En déduire une relation entre ces trois tensions.
4.Trouver une relation entre Pmes,P ,Ra et I.
Quelle erreur absolue |Pmes - P| commet-on sur la valeur de la puissance P?
Dans quel cas peut-on la négliger?
Voila pour le premier exercice:
1)a)Pg = Upn.I
b) Pj=R.I²
2a) On veut le mois possible d'effet de Joule donc il faut moins de resistance d'après : Pj = R.I²
On peut influer sur l'intensité et la puissance.
b) R=(ρ.l)/S
ρ=(R.S)/l
or S en m² et l en m d'où m²/m=m
On utilise des matériaux à faible resistivité car ils coûtent cher (argent)
c) Il faudrait augmenter la surface de section du fil.
Oui c'est réalisble mais cher.
d) Il nous reste plus qu'a augmenter l'intensité dans le circuit.
THT: très haute tension
4)a) R=(ρ.l)/S
R= 170Ω
b)Pg=Upn.i
I=Pg/Upn
I=22.5A
Pj=R.I²
Pj=170*(22.5)²
Pj=86062.5W
c)Pj= 8606250W
d)On en conclu que la perte est grande car l'intensité est faible.
Merci de vos futures réponses
Cordialement, Elek
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