Bac pro








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date de publication28.03.2017
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2nd BAC PRO

Comment évaluer sa consommation d’énergie électrique ?

CME2.3

D.I. – Act. – Exp. – Synthèse – Appli.
page /


Comment évaluer le coût de fonctionnement d’une bouilloire en heure creuse, pour porter à ébullition 1 litre d’eau froide ? http://image.darty.com/petit_electromenager/petit_dejeuner-bouilloire_theiere/bouilloire/tefal_bi_8125_mini_inox_c021223z2370913a.jpgmcj04344030000[1]


C1

C2
















DOCUMENT DE TRAVAIL

Les caractéristiques de cette bouilloire sont les suivantes :

Fabricant/Constructeur: Tefal

Description/détails:   Bouilloire sans fil / Puissance (en W): 2 200 W / Capacité: 1 L / Filtre anti-calcaire: Amovible / Matière: Acier inoxydable / Couleur: Argent / Sécurité: Couvercle de sécurité verrouillable, Protection contre la surchauffe, Sécurité anti-chauffe à sec, Arrêt automatique / Équipements: Base 360°, Indicateur niveau d'eau des deux côtés, Voyant de contrôle, Résistance cachée, Rangement du cordon / Dimensions: 22 x 24,9 x 55,8 cm

Préciser les informations utiles pour déterminer le coût de fonctionnement de cette bouilloire :


C2









C1










Préciser les informations manquantes pour résoudre la problématique :


Document 1




C1

Co

















Que représente le document 1 ?


C1

C4
















Quelle est la somme T.T.C. que l’usager devra régler ? Est-ce que cette somme est identique pour chaque usager ? Argumenter votre réponse.


Co










Quelles informations complémentaires apporte le document 2 (page 2/8) par rapport au document 1 ?


C1










En quelle unité est exprimée la consommation ?

Le « k » signifie


C1










Le « W » signifie
Le « h » signifie

Document 2



C2











: Choisir parmi les propositions suivantes, la grandeur physique qui correspond à la consommation électrique en kWh ?metteur en scene

 La puissance électrique

 L’énergie électrique

 La tension électrique


C2











: Choisir parmi les appareils suivants, celui qui permet de mesurer l’énergie distribuée par le courant électrique dans la maison ?metteur en scene

 Un voltmètre

 Un compteur électrique

 Un oscilloscope

Comment évaluer le coût de fonctionnement d’une bouilloire en heure creuse ? Comment varie l’énergie électrique si plusieurs appareils fonctionnent simultanément ?mcj04344030000[1]
A l’aide du matériel mis à disposition, proposez deux expérimentations :

  • Pour évaluer le coût de fonctionnement d’une bouilloire en heure creuse.

  • Pour mettre en évidence les variations de l’énergie électrique si plusieurs appareils fonctionnent simultanément.




Protocoles

Schémas

1ère expérimentation






2ème expérimentation







C2

Co



















Appel N°1 : Appeler le professeur pour présenter vos protocoles et schémas réalisés.


: Observations et conclusions :metteur en scene


Consommation

Wh par tour

Wh par impulsion

Nombre de tours ou d’impulsions comptabilisé :







Energie consommée en Wh







Energie consommée en kWh







Coût de fonctionnement de la bouilloire pour porter à ébullition 1 litre d’eau froide en heure creuse













Durée pour porter à ébullition 1 litre d’eau froide 












C4

Co
















: Nous venons de voir que dans la maison, le compteur électrique mesure la consommation en énergie électrique. En sciences physiques, nous utiliserons un joulemètre.metteur en scene


C1








Comment varie la consommation d’énergie électrique de deux lampes de puissances différentes ? mcj04344030000[1]
Caractéristiques nominales des lampes (informations à lire sur le culot de l’ampoule) :

Lampe L1 : Lampe L2 :

  • Réaliser le montage ci-contre avec chacune des deux lampes.

  • Brancher l'adaptateur au joulemètre et le relier au secteur ;

  • Sélectionner le mode "U" et relever dans le tableau ci-dessous la tension aux bornes de la lampe.

  • Sélectionner le mode "I" et relever dans le tableau ci-dessous le courant traversant la lampe.


C3









Joulemètre
c:\docume~1\lappe\locals~1\temp\\msotw9_temp0.jpg

  • Sélectionner le mode "P" et relever dans le tableau ci-dessous la puissance de la lampe.

  • Calculer le produit U × I.


C3








Sélectionner le mode "t" et appuyer sur bouton départ/arrêt pour déclencher le chronomètre et le compteur d'énergie. Attendre le temps voulu et appuyer à nouveau sur départ/arrêt pour arrêter le chronomètre.

  • Respecter exactement la durée t1 et relever l'énergie consommée en sélectionnant le mode "We".

  • Appuyer sur remise à zéro avant de faire une nouvelle mesure (30 s, 120 s et 180 s).




U V

I A

U I

PW

ts

EJ

P t

Lampe L

U

I




P

t   s

E




t   s

E




t  s

E




Lampe L

U

I




P

t   s

E




t   s

E




t  s

E





C4








: Conclusions : metteur en scene

Comparer la puissance lue sur le culot avec les colonnes U × I et P (W) :

Comparer les colonnes E (J) et P t :

Quelle est la consommation d’énergie électrique de deux lampes de puissances différentes branchées simultanément ?mcj04344030000[1]




Caractéristiques nominales des lampes (informations à lire sur le culot de l’ampoule) :


C3








Lampe L1 : Lampe L2 :

En reprenant le protocole proposé en page 4/8 et en branchant les deux lampes L1 et L2 simultanément, compléter le tableau suivant :




U V

I A

U I

PW

ts

EJ

P t

Lampes
L
1 et L2 branchées
simultanément


U

I




P

t   s

ES




t   s

ES




t  s

ES





: Conclusions : metteur en scene


C4








Comparer les énergies consommées par chaque lampe avec celle consommée par les deux lampes branchées simultanément :


C4










Qu’en est-il des puissances électriques ?


: Synthèse : metteur en scene

L’énergie E, la puissance P et la durée d’utilisation t sont liées par la relation :

L’unité d’énergie du système international (SI) est

L’unité usuelle d’énergie électrique dans la maison ou l’entreprise est

Les puissances consommées par des appareils fonctionnant simultanément



Comment retrouver la puissance électrique de la bouilloire ?


Comment choisir son abonnement EDF ?

EDF Option Heures pleines / Heures creuses, tarifs bleu, en centimes d’euros Hors Taxes 

Puissance souscrite
en kVA


Abonnement annuel (€)

Prix de l’énergie (c€/ kWh)

Heures Pleines

Heures Creuses

6

99,36

10,24

6,32

9

113,16

10,24

6,32

12

170,04

9,91

6,14

15

195,60

9,91

6,14

18

219,00

9,91

6,14

24

464,40

9,31

5,86

30

556,92

9,31

5,86

36

646,08

9,31

5,86


Vous disposez des appareils suivants, remplir le tableau suivant :


Appareils

Nombre

Puissance unitaire

(W)

Puissance

par groupe (W)

Fréquence d'utilisation




Ampoules

4

60W










Ampoules éco

5

11W










Lampadaires halogènes

2

300W










Chaine Hi-Fi

1

350W










Ordinateur

1

360W










Aspirateur

1

1 200W




Occasionnelle




Sèche-cheveux

1

1 000 W




Occasionnelle




Bouilloire électrique

1

800 W




Occasionnelle




Four micro-ondes

1

900W




Occasionnelle




Lave-linge

1

1 500W




Régulière




Lave-vaisselle

1

1 000W




Régulière




Chauffe-eau électrique

1

3 000W




Régulière




Réfrigérateur

1

200W




Constante




Congélateur

1

350W




Constante




Système de chauffage

1

2 300W




régulière




TV

2

120W
















Total










En considérant les appareils régulièrement et continuellement utilisés, préciser, en vous aidant des tableaux fournis par EDF ci-dessus, la puissance nécessaire à souscrire :

Calculer l’énergie consommée en 1 mois en kWh et en joules :



C1

S’approprier

Rechercher, extraire et organiser l’information.

C3

Réaliser

Choisir une méthode de résolution, un protocole expérimental. Exécuter une méthode de résolution, expérimenter, simuler.

C2

Analyser/Raisonner

Émettre une conjecture, une hypothèse. Proposer une méthode de résolution, un protocole expérimental.

C4

Valider

Contrôler la vraisemblance d’une conjecture, d’une hypothèse. Critiquer un résultat, argumenter.

Co

Communiquer

Rendre compte d’une démarche, d’un résultat, à l’oral ou à l’écrit.



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