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Energie

Posté par
angel92
27-08-10 à 10:57

Bonjour je souhaiterai avoir la correction de cet exercice, en fait je ne quiq pas sur de mon résonnement mais je suis certaine que la réponse est fausse car celle-ci ne figure pas dan smes réponse qu'on me propose pour R.

Merci d'avance pour votre correction

Le moteur d'une grue soulève uen charge de 30 000 N à la vitesse 0.25m/s. La tension continue du moteur est de 230V et I=45A. Le rendement mécanqiue est de 75%.

Determiner R

R= Pm/Pe= P*v/RI²= 30 000 * 0.25/ R *(45)²=0.75
= 7500/R*2025=0.75
=7500=1518.75R
R=4.94 ohm

Merci

Posté par
Coll Moderateur
re : Energie 27-08-10 à 11:50

Bonjour,

Y a-t-il parmi les réponses qui te sont proposées R 0,17 ?

Posté par
angel92
re : Energie 27-08-10 à 11:57

oui elle y est comment avez vous trouvé cela?

Posté par
Coll Moderateur
re : Energie 27-08-10 à 12:02

En résolvant l'exercice...
_______________

Peux-tu m'indiquer comment tu ferais le bilan en puissance du moteur ?
Comment se nomme la puissance en entrée du moteur ?
Comment se nomment les puissances en sortie du moteur ?
_______________

Quelles puissances sais-tu calculer dans cet exercice ?
Pour les autres, quelles relations peux-tu écrire ?

Posté par
efpe
re : Energie 27-08-10 à 12:03

Ton raisonnement est faux angel92.
Je te rappelle l'équation qui résume le fonctionnement d'un moteur : Pe = Pm + Pj  où Pj correspond aux pertes Joules : Pj = R.I².
Attention ici on te donne le rendement mécanique, c'est-à-dire le taux de perte uniquement dans la partie mécanique du moteur, et non pas le rendement de la conversion électro-mécanique effectuée par le moteur (du moins c'est comme ça que je le comprends). La puissance mécanique développée ici est Pm réelle = 30 000 * 0,25 = 7500 W
L'indication sur le rendement de 75% signifie que : Pm réelle = 75/100 * Pm

Tu dois pouvoir y arriver avec ces indications

Posté par
angel92
re : Energie 27-08-10 à 12:08

On peut calculer ici la perte par affet joule, la puissance éléctrique

Posté par
Coll Moderateur
re : Energie 27-08-10 à 12:10

Je t'ai posé de nombreuses questions à 12 h 02 ; tu ne réponds pas à toutes.

Quels calculs fais-tu ?

Posté par
angel92
re : Energie 27-08-10 à 12:18

Désolé .
alors Pj= RI²
Pe= UI
Aprés je suis désolée je ne connais pas la réposne à vos autre question, je suis entrain de faire tous mes livre pour trouver

Posté par
angel92
re : Energie 27-08-10 à 12:21

je viens de trouver n= Pu /Pi avec puissance utile et puissance indiqué .
Pui j'ai trouvé We= energi recu par un recepeteur= U*I*t mais on connait pas t

Posté par
Coll Moderateur
re : Energie 27-08-10 à 12:23

C'est un bon début.

PJ : en sortie, la puissance thermique ou puissance dissipée par effet Joule ; elle vaut bien R.I2 en notant R la résistance électrique interne du moteur et I l'intensité du courant qui traverse ce moteur en fonctionnement.

Tu ne peux pas la calculer car tu connais seulement I ; mais justement R figure dans cette relation et c'est ainsi que tu pourras calculer R
__________________

Pe : en entrée, la puissance électrique consommée par le moteur ; tu peux la calculer

__________________

Mais à quoi sert un moteur ? Quelle autre puissance est fournie par le moteur ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Energie 27-08-10 à 12:25

Mon message de 12 h 23 répond au tien de 12 h 18

Je ne prends pas en compte pour l'instant ton message de 12 h 21 ; la physique n'est pas du tout une question de "formules" ; ce n'est pas un exercice de mathématiques appliquées.
En physique, avant de se jeter sur des "formules", il faut chercher à comprendre les phénomènes en jeu.

Posté par
angel92
re : Energie 27-08-10 à 12:30

Le moteur recoit de l'energie éléctrique q'il covertit en energie mécanique^^

Posté par
Coll Moderateur
re : Energie 27-08-10 à 12:35

Exact !

Ou, pour une durée donnée (par exemple une seconde), il reçoit de la puissance électrique, il la convertit en puissance mécanique mais il y a des pertes, une puissance thermique.
_________________

Que peux-tu dire de la puissance mécanique délivrée par ce moteur ?
D'après l'énoncé, tu sais que cette puissance mécanique, avec un rendement de 75 % permet de lever une charge de 30 000 N à la vitesse de 0,25 m.s-1

Quelle puissance faut-il pour lever une charge de 30 000 N à la vitesse de 0,25 m.s-1 ?

Quelle est donc la puissance mécanique délivrée par le moteur puisque le rendement mécanique est de 75 % ?

Je vais manger. Sans doute efpe prendra-t-il le relais...

Posté par
angel92
re : Energie 27-08-10 à 12:53

les 75 pourcents restants de l'energie électrique fournir permet de lever une charge de 30 000 N, docn l'energie mécanqiue est égale à 75% de l'energie éléctrique

Em=0.75 Ee
Em =0.5mv²
Ee=U*I
Ej=I²R

donc Em= Ee - Ej

est ce de cela que je dois partir??


ps: je vous remercie pour l'aide, en même temps ca me fait un cours j'apprend

Posté par
efpe
re : Energie 27-08-10 à 13:09

Attention à ne pas mélanger les puissances et les énergies !

Tu as du comprendre ça : l'énergie électrique fournie sert en énergie mécanique et est perdue en partie par énergie joule : Em= Ee - Ej  (ou Pm = Pe - Pj)

Tu peux calculer Pj = R.I²  (et non pas Ej), R est notre inconnue.

Pe est donnée par U.I ( et non pas Ee)

Maintenant il nous reste le problème de l'énergie mécanique. Tu n'as pas la bonne expression. Une puissance mécanique c'est un vitesse fois une force. Mais les pertes mécaniques font qu'il faut fournir en fait + de puissance que nécessaire. Il faut que tu fasses cette différence entre l'énergie mécanique fournie et l'énergie mécanique utilisée ( la différence est perdue par frottement dans l'arbre du moteur par exemple)

Posté par
angel92
re : Energie 27-08-10 à 13:16

Je vais manger , je vai reflechir à cela aprés car j'ai pas compris les 3 derniere phrase. merci a tout à l'heure

Posté par
efpe
re : Energie 27-08-10 à 13:17

Tout était dit dans mon premier post, je ne pourrai plus répondre après, je te laisse entre les mains de Coll

Posté par
angel92
re : Energie 27-08-10 à 18:37

je suis perdue, j'y arrive pas

Posté par
Coll Moderateur
re : Energie 27-08-10 à 18:43

Premièrement : un moteur électrique
Il reçoit une puissance électrique que tu peux calculer ; que vaut cette puissance électrique ?
Il a des pertes par effet Joule ; tu ne peux pas encore les calculer ; mais ce sont elles qui te permettront, à la fin, de calculer la résistance interne de ce moteur.
Il produit une puissance mécanique que tu devrais bientôt calculer.
_________

Deuxièmement : un dispositif mécanique qui transmet une partie de la puissance mécanique du moteur pour lever une charge.
Ce dispositif n'est pas parfait car il ne transmet que 75 % de la puissance mécanique du moteur.

Que fait-on avec cette puissance transmise ? On lève une charge de 30 000 N à 0,25 m.s-1

Quelle puissance faut-il pour lever une charge de 30 000 N à 0,25 m.s-1 ?

Posté par
angel92
re : Energie 27-08-10 à 18:55

P= u*i= 230*45=10350W
Pj= RI²

la puissance transmise au moteur est de P- Pj. Celui ci va transformer l'energie electrique en eneregie mécaniqe mais seulement 75% de l'energie va permettre de lever la charge. est ce bien cela?


Mais je ne vois pas comment je vais pouvoir me servir de la charge et de le vitesse ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Energie 27-08-10 à 19:08

Trois (assez) bonnes réponses ! !

Oui, la puissance électrique reçue par le moteur vaut bien Pe = U I = 230 45 = 10 350 W

Oui la puissance perdue par effet Joule vaut bien PJ = R I2

Toute la puissance restante est transformée en puissance mécanique (c'est à cela que sert un moteur)

La puissance mécanique fournie par le moteur est donc Pm = Pe - PJ

Donc... R I2 = Pe - Pm

Tu connais I et tu connais Pe
___________

Il faut maintenant calculer Pm

On te dit que 25 % de cette puissance Pm est perdue (des frottements, encore de la puissance thermique...)
et que 75 % de Pm permettent de monter la charge.

En une seconde, la charge monte de 0,25 m
Le poids de cette charge vaut 30 000 N

Quelle est, en une seconde, le travail de la force qui fait monter la charge ?

Revois ton cours sur travail d'une force, énergie potentielle de pesanteur...

Posté par
angel92
re : Energie 27-08-10 à 20:03

je viens de regarder et je trouve
W=F*Ab*cos et W(P)=mgh

Voici les égalité que j'ai trouver dans la 1 il nous manque l'angle mais dans la deuxième expression nous avons tous enfin il manque juste à calculer la masse

Posté par
angel92
re : Energie 27-08-10 à 20:05

j'ai trouver aussi que Ec=0.5mv²

Posté par
Coll Moderateur
re : Energie 28-08-10 à 08:29

Dans mon premier message je t'ai donné la réponse (sans explication). Tu es revenu(e)... j'en ai déduit avec satisfaction que tu veux comprendre. Tu as vraiment raison !

La physique n'est pas difficile à condition de la prendre (et de l'apprendre) par le bon bout :
. surtout pas en commençant par des "formules"
. mais en commençant par l'étude et la compréhension (avec des mots) des phénomènes.

Ta manière d'aller chercher des "formules" un peu au hasard, même si elles n'ont que peu à voir avec l'énoncé, ne conduit pas à comprendre la physique. En faisant ainsi tu n'as aucune chance de trouver un jour que la physique est intéressante, voire passionnante. Qui peut se passionner pour des "formules" ?
____________________

Il ne faudrait probablement pas beaucoup de temps pour que tu reprennes la physique depuis le début mais "par le bon bout". Avec l'aide d'un camarade passionné de physique, ou d'un professeur, ou d'un livre (mais à la condition de commencer par les textes explicatifs et pas par les exercices corrigés ; il faudra y venir, mais après).

Un objet ; parmi ses caractéristiques (couleur, forme, dimensions...) sa masse (m, en kilogramme, dont le symbole de l'unité est kg ; m est un nombre qui dit que la masse de l'objet vaut m fois celle de l'unité de masse, le kilogramme étalon...)

Comme tout objet qui a une masse, il est attiré par la Terre ; on dit que la Terre exerce une force d'attraction sur cet objet. Cette force se nomme le poids de l'objet. Une force a une direction (ici la verticale) un sens (ici depuis l'objet vers le centre de la Terre) un point d'application (ici le centre de gravité de l'objet) et une intensité. Donc... une force ne s'exprime pas avec un simple nombre mais avec un vecteur (qui a lui aussi une direction, un sens, une norme et qui est appliqué au centre de gravité de l'objet : c'est le vecteur poids \vec{P}). L'intensité du poids s'exprime en newtons (en l'honneur d'Isaac Newton) dont le symbole de l'unité est N

On dit qu'une force travaille quand son point d'application se déplace. Le déplacement est bien représenté lui aussi par un vecteur \vec{l} puisqu'il a une direction, un sens et une longueur.

Le travail de la force 3$ \vec{F} dont le point d'application se déplace de 3$ \vec{l} s'exprime par le produit scalaire (c'est donc un nombre) 3$ W\,=\,\vec{F}\,.\,\vec{l}

Le travail (de la force dirigée vers le haut) qu'il faut produire pour lever une charge de poids P = ||\vec{P}|| d'une hauteur h est donc W = P.h
Le travail s'exprime en joules (symbole J)
Si ce travail a été fourni en un temps t (en secondes) alors la puissance correspondante est
3$ P_{mu}\,=\,\frac{W}{t}\,=\,\frac{P\,.\,h}{t}\,=\,P\,.\,\frac{h}{t}\,=\,P\,.\,v

La puissance s'exprime en watts (symbole W)

En écrivant que 3$ P_{mu}\,=\,P\,.\,v j'ai écrit que pour le cas qui nous occupe, la puissance mécanique utile Pmu est égale au produit de l'intensité du poids de la charge par la vitesse verticale avec laquelle cette charge est levée.

Que vaut ici Pmu (sans oublier l'unité) ?

Posté par
angel92
re : Energie 30-08-10 à 09:22

Bonjour coll, desolé de répondre que maintenant je me suis un peu reposer ce weekend docn j'ai pas fais de devoir.
En effet, je ne voulais en aucun cas écrire la réponse qu evous m'aviez donner si je ne l'ai pas comprise.
D'abord avant de faire le calcul j'aurai voulu savoir si Pmu= W/t est une formule de cours que je suis censée connaitre car j'en ai pas souvenir ou alors je dois la trouver moi même.

Pmu= 0.25*30000= 7500W

  Ps: merci beaucoup pour vos explications^^

Posté par
Coll Moderateur
re : Energie 30-08-10 à 10:19

Ce que tu dois savoir (et que tu ne peux pas retrouver par toi-même) c'est que la puissance est par définition le quotient de l'énergie par la durée nécessaire au transfert de cette énergie.
___________

Donc, d'accord, la puissance mécanique utile vaut bien 7 500 watts

Résumons ce que nous savons :
. la puissance électrique consommée vaut 10 350 W
. une partie de cette puissance est perdue par effet Joule dans le moteur PJ = R.I2 ; quand nous connaîtrons cette puissance, il sera facile d'en déduire la résistance interne R puisque nous savons que I = 45 A
. une autre partie de cette puissance est perdue dans les frottements mécaniques ; l'énoncé nous dit que le rendement mécanique est en effet de 75 %
. enfin la partie utile de la puissance est une puissance mécanique qui vaut 7 500 watts
____________

Sachant que la puissance mécanique disponible vaut 7 500 watts et que le rendement mécanique est seulement de 75 % quelle est la valeur de la puissance mécanique (puissance des pertes par frottements plus puissance utile) délivrée par le moteur ?

Ensuite... quelle est la puissance perdue par effet Joule dans le moteur ?

Enfin... quelle est la résistance interne du moteur ?

Posté par
angel92
re : Energie 30-08-10 à 10:56

la puissance mécanique délivré pa rle moteur est de 0.75 Pmé donc est de 0.75*7500=5625W

Pj = RI²=2025R

P=0.75*7500=5625W

désolé depuyis tout à l'heure je suis decu je n'y arrive pas

Posté par
J-P
re : Energie 30-08-10 à 11:34

Te voila riche, tu viens d'inventer le mouvement perpétuel.

Si la puissance nécessaire au niveau de la charge pour la monter est de 7500 W, la puissance que doit fournir le moteur ne peut être que supérieure à 7500 W.

Avant de se "réfugier derrières des "formules", il faut d'abord un peu comprendre ce qu'on fait...
Et alors ta réponse de 5625 W t'apparaîtra comme absurde et tu pourras réfléchir à ton erreur et la corriger.

Posté par
Coll Moderateur
re : Energie 30-08-10 à 14:29

Bonjour J-P
Eh oui... Que dire ?
___________________________

angel92 >>
Tu as certainement, depuis la seconde, recontré de nombreuses fois des schémas comme celui-ci :

Energie

Cela devrait te permettre de recommencer la fin de l'exercice. Que proposes-tu ?

Posté par
angel92
re : Energie 31-08-10 à 08:55

Puissance mécanqiue délivré = Pé- Pj
P mécanique utile =Puissance mécanique - Puissance perdue

Posté par
Coll Moderateur
re : Energie 31-08-10 à 09:00

Oui, parfait !
Donc, une première conclusion à retenir : aide-toi de ce genre de schéma !
_________________

Sachant que la puissance mécanique utile vaut 7 500 W et que le rendement du dispositif mécanique est de 75 % quelle est la puissance mécanique délivrée par le moteur ?

Posté par
angel92
re : Energie 31-08-10 à 09:13

P mécanique délivre= 7500 + 0.25 p mécanique délivré= 10000W Par contre pour ca je suis pas sur

Posté par
Coll Moderateur
re : Energie 31-08-10 à 09:21

Le rendement est de 75 %
donc
Puissance mécanique utile = rendement puissance mécanique délivrée

Puissance mécanique utile = 0,75 puissance mécanique délivrée

Puissance mécanique délivrée = puissance mécanique utile / rendement

Puissance mécanique délivrée = 7 500 / 0,75 = 10 000 W

Citation :
Ensuite... quelle est la puissance perdue par effet Joule dans le moteur ?

Enfin... quelle est la résistance interne du moteur ?


Posté par
angel92
re : Energie 31-08-10 à 09:28

10000=10350-2025R
donc R=0.17 ohm.

Youpi! j'y suis enfin arrivé , moi et la physique c'est pas gagné pour cette année!

Merci beaucoup coll de m'avoir expliquer tout ça, je crois que maintenant je vais savoir faire tout les exercices de ce genre enfin du moin j'espere.

Merci beaucoup, bonne journée et peut être à un de ces jours sur un autre topic

Posté par
Coll Moderateur
re : Energie 31-08-10 à 09:36

C'est vrai que cela ne semble pas gagné. Mais tu le sais et je pense que tu vas t'accrocher.

Tu as bien compris quel est mon premier conseil : intéresse-toi aux phénomènes, aux descriptions et aux explications qu'on en donne. Seulement quand tu penses comprendre ce qui se passe, alors va voir comment les "formules" traduisent en langage mathématique ces observations. Bon courage !

Je t'en prie et à une prochaine fois !



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