Ressources · 3ᵉ · Technologie
La chaîne d'énergie
Alimenter, distribuer, convertir, transmettre, sources et formes d'énergie, convertisseurs (moteur, résistance, LED…), rendement, puissance et énergie consommée, schéma de la chaîne d'énergie d'un système
À propos de cette page
Choisis ton niveau. Questions et réponses mélangées à chaque partie. Bonne chance !
Les 36 questions du QCM en version texte
Pour réviser sans écran ou imprimer : chaque question avec ses propositions ; la bonne réponse et son explication se déplient.
Niveau facile — 12 questions
Quelles sont, dans l'ordre, les quatre fonctions de la chaîne d'énergie ?
- A. alimenter, distribuer, convertir, transmettre
- B. acquérir, traiter, communiquer, agir
- C. alimenter, convertir, distribuer, transmettre
- D. alimenter, stocker, transmettre, convertir, agir
Réponse
A. alimenter, distribuer, convertir, transmettre — Alimenter → Distribuer → Convertir → Transmettre. « Acquérir, traiter, communiquer » relève de la chaîne d'information.
Parmi ces sources d'énergie, laquelle est renouvelable ?
- A. le gaz naturel
- B. l'uranium
- C. la géothermie
- D. le charbon
Réponse
C. la géothermie — La chaleur de la Terre se renouvelle en permanence ; les trois autres sont des stocks limités.
Dans un robot aspirateur, quel élément assure la fonction « Alimenter » ?
- A. son moteur de roue
- B. sa batterie rechargeable
- C. sa carte de commande
- D. ses brosses rotatives latérales
Réponse
B. sa batterie rechargeable — La batterie fournit l'énergie à tout le robot.
Un sèche-cheveux convertit l'énergie électrique en énergie :
- A. chimique et lumineuse
- B. nucléaire puis thermique
- C. lumineuse seulement
- D. thermique et mécanique
Réponse
D. thermique et mécanique — Sa résistance chauffe l'air (thermique) et son moteur fait tourner le ventilateur (mécanique).
Dans une chaîne d'énergie, un relais assure la fonction :
- A. alimenter
- B. convertir
- C. distribuer
- D. transmettre
Réponse
C. distribuer — Il ouvre ou ferme le circuit de puissance sur ordre : il distribue l'énergie.
L'unité de la puissance est :
- A. le watt (W)
- B. le joule (J)
- C. le volt (V)
- D. le wattheure (Wh)
Réponse
A. le watt (W) — Le joule et le wattheure mesurent une énergie, le volt une tension.
Un système pignon-crémaillère transforme :
- A. une rotation en une autre rotation
- B. une translation en chaleur
- C. un courant continu en alternatif
- D. une rotation en translation
Réponse
D. une rotation en translation — Le pignon tourne, la crémaillère avance en ligne droite.
L'énergie consommée par un appareil se calcule par :
- A. E = U × I
- B. E = P × t
- C. E = P / t
- D. E = P × t × U
Réponse
B. E = P × t — Énergie = puissance × durée ; U × I donne la puissance.
Quel convertisseur transforme l'énergie électrique en énergie sonore ?
- A. un moteur
- B. un haut-parleur
- C. une résistance chauffante
- D. un microphone
Réponse
B. un haut-parleur — Le microphone fait l'inverse : il transforme un son en signal électrique.
Le rendement d'un convertisseur réel est toujours :
- A. égal à 100 %
- B. supérieur ou égal à 100 %
- C. négatif
- D. inférieur à 100 %
Réponse
D. inférieur à 100 % — Une partie de l'énergie reçue est toujours perdue, surtout en chaleur.
Une source d'énergie est non renouvelable lorsque :
- A. le stock ne se reconstitue pas à l'échelle humaine
- B. la production pollue toujours
- C. la source se reconstitue en quelques années seulement
- D. le prix ne varie jamais
Réponse
A. le stock ne se reconstitue pas à l'échelle humaine — Pétrole, gaz, charbon et uranium sont des stocks limités.
Le wattheure (Wh) est une unité :
- A. de puissance
- B. de tension
- C. d'énergie
- D. d'intensité
Réponse
C. d'énergie — 1 Wh = énergie consommée par un appareil de 1 W pendant 1 h, soit 3 600 J.
Niveau moyen — 12 questions
Un moteur alimenté sous 6 V absorbe 0,8 A. Sa puissance absorbée vaut :
- A. 7,5 W
- B. 0,13 W
- C. 6,8 W
- D. 4,8 W
Réponse
D. 4,8 W — P = U × I = 6 × 0,8 = 4,8 W.
Une lampe de 12 W allumée pendant 30 min consomme :
- A. 360 Wh
- B. 6 Wh
- C. 0,4 Wh
- D. 12 Wh
Réponse
B. 6 Wh — 30 min = 0,5 h ; 12 × 0,5 = 6 Wh. 360 Wh vient de l'oubli de la conversion.
1 kWh correspond à :
- A. 3 600 000 J
- B. 3 600 J
- C. 36 000 000 J
- D. 1 000 J
Réponse
A. 3 600 000 J — 1 kWh = 1 000 Wh = 1 000 × 3 600 J.
Engrenage : roue menante de 20 dents, roue menée de 40 dents. La roue menée tourne :
- A. deux fois plus vite, dans le même sens
- B. à la même vitesse, en sens inverse
- C. deux fois moins vite, en sens inverse
- D. deux fois moins vite, dans le même sens
Réponse
C. deux fois moins vite, en sens inverse — r = 20 / 40 = 0,5 ; un engrenage à deux roues inverse le sens de rotation.
Un moteur absorbe 50 W et fournit 40 W mécaniques. Son rendement vaut :
- A. 80 %
- B. 125 %
- C. 90 %
- D. 10 %
Réponse
A. 80 % — η = 40 / 50 = 0,8. 125 % vient de la division inversée.
Quand une voiture électrique freine, son moteur recharge la batterie. Il convertit alors :
- A. l'énergie électrique en énergie mécanique
- B. l'énergie chimique en énergie électrique
- C. l'énergie thermique des freins en énergie électrique
- D. l'énergie mécanique en énergie électrique
Réponse
D. l'énergie mécanique en énergie électrique — Entraîné par les roues, le moteur fonctionne en génératrice.
Une batterie de 12 V et 7 Ah stocke une énergie de :
- A. 19 Wh
- B. 1,7 Wh
- C. 84 Wh
- D. 84 J
Réponse
C. 84 Wh — E = U × Q = 12 × 7 = 84 Wh.
Poulie motrice de 50 mm, poulie réceptrice de 150 mm. Le rapport de transmission vaut :
- A. 3
- B. 1/3
- C. 150
- D. 1/50
Réponse
B. 1/3 — r = D menante / D menée = 50 / 150 = 1/3 : réducteur.
Un four de 2,5 kW fonctionne pendant 1 h 30 min. Il consomme :
- A. 3,75 Wh
- B. 3,25 kWh
- C. 3 750 kWh
- D. 3,75 kWh
Réponse
D. 3,75 kWh — 1 h 30 min = 1,5 h (et non 1,3 h) ; 2,5 × 1,5 = 3,75 kWh.
Une carte programmable ne peut pas alimenter directement un moteur parce que :
- A. sa sortie fournit un courant trop faible
- B. elle fonctionne en courant alternatif
- C. le moteur produit de l'information
- D. un moteur n'a pas besoin d'énergie électrique
Réponse
A. sa sortie fournit un courant trop faible — Quelques dizaines de milliampères au plus : il faut un relais ou une carte de commande.
Quelle suite de formes d'énergie correspond à un ventilateur alimenté par une batterie ?
- A. électrique → chimique → mécanique
- B. chimique → électrique → mécanique
- C. chimique → mécanique → électrique
- D. thermique → électrique → mécanique
Réponse
B. chimique → électrique → mécanique — La batterie restitue son énergie chimique sous forme électrique, le moteur la convertit en mouvement.
Pour faire varier la vitesse de rotation d'un moteur à courant continu, on utilise :
- A. un interrupteur marche/arrêt
- B. un fusible
- C. un variateur
- D. un capteur de vitesse
Réponse
C. un variateur — Le variateur dose l'énergie envoyée au moteur ; l'interrupteur ne fait que tout ou rien.
Niveau difficile — 12 questions
Un élève affirme : « L'électricité est une source d'énergie. » Pourquoi est-ce inexact ?
- A. parce qu'elle est toujours renouvelable
- B. parce qu'elle ne se transporte pas
- C. parce que c'est une forme d'énergie
- D. parce qu'elle vient du pétrole
Réponse
C. parce que c'est une forme d'énergie — On produit l'électricité à partir d'une source (vent, uranium, gaz, Soleil…).
Une batterie de 3,6 V et 2 500 mAh stocke :
- A. 9 Wh
- B. 9 000 Wh
- C. 0,9 Wh
- D. 900 Wh
Réponse
A. 9 Wh — 2 500 mAh = 2,5 Ah ; E = 3,6 × 2,5 = 9 Wh.
Une chaîne comporte trois éléments de rendements 0,9 ; 0,8 et 0,5. Le rendement global vaut :
- A. 0,5, celui du plus faible
- B. 2,2
- C. 0,73, la moyenne
- D. 0,36
Réponse
D. 0,36 — On multiplie : 0,9 × 0,8 × 0,5 = 0,36.
Un moteur fournit 200 W utiles avec un rendement de 80 %. Il absorbe :
- A. 160 W
- B. 250 W
- C. 240 W
- D. 1 000 W
Réponse
B. 250 W — P absorbée = P utile / η = 200 / 0,8 = 250 W.
Un moteur tourne à 3 000 tr/min. Pour obtenir 100 tr/min avec une roue et vis sans fin à un filet, la roue doit avoir :
- A. 300 dents
- B. 30 dents
- C. 100 dents
- D. 3 dents
Réponse
B. 30 dents — r = 1 / Z = 100 / 3 000 = 1/30 : 30 dents.
Trois roues dentées engrènent à la suite : A (10 dents, menante), B (30 dents), C (10 dents). Par rapport à A, la roue C tourne :
- A. trois fois moins vite, dans le même sens
- B. à la même vitesse, en sens inverse
- C. à la même vitesse, dans le même sens
- D. trois fois plus vite, en sens inverse
Réponse
C. à la même vitesse, dans le même sens — (10/30) × (30/10) = 1 ; deux inversions de sens redonnent le sens de A.
Sous 230 V, un appareil a une puissance de 1 150 W. L'intensité qui le traverse vaut :
- A. 5 A
- B. 264 500 A
- C. 0,2 A
- D. 50 A
Réponse
A. 5 A — I = P / U = 1 150 / 230 = 5 A.
Pourquoi une LED chauffe-t-elle beaucoup moins qu'une lampe à incandescence qui éclaire autant ?
- A. elle consomme plus d'énergie électrique
- B. elle convertit moins bien l'électricité en lumière
- C. elle reçoit un courant alternatif
- D. elle a un meilleur rendement lumineux
Réponse
D. elle a un meilleur rendement lumineux — Une plus grande part de l'énergie reçue devient lumière, moins de chaleur.
Un chargeur prélève 60 Wh sur le secteur ; la batterie n'en stocke que 48 Wh. Pertes et rendement valent :
- A. 12 Wh et 125 %
- B. 48 Wh et 80 %
- C. 12 Wh et 80 %
- D. 12 Wh et 20 %
Réponse
C. 12 Wh et 80 % — Pertes = 60 − 48 = 12 Wh ; η = 48 / 60 = 0,8.
Un élève calcule l'énergie d'un moteur de 18 W fonctionnant 20 min : 18 × 20 = 360 Wh. Quelle est son erreur ?
- A. il fallait diviser 18 par 20
- B. il fallait multiplier par le rendement du moteur
- C. il n'y a aucune erreur de calcul
- D. il fallait convertir 20 min en h
Réponse
D. il fallait convertir 20 min en h — 20 min = 1/3 h ; E = 18 × 1/3 = 6 Wh.
Dans un volet roulant motorisé, l'ordre venant de la chaîne d'information agit sur la fonction :
- A. alimenter
- B. distribuer
- C. convertir
- D. transmettre
Réponse
B. distribuer — Les ordres commandent le composant qui laisse passer ou non l'énergie vers le moteur.
Un panneau solaire reçoit 1 000 W de lumière et fournit 200 W électriques. Que deviennent les 800 W restants ?
- A. dissipés surtout en chaleur
- B. détruits par le panneau
- C. stockés dans le panneau
- D. transformés en énergie nucléaire
Réponse
A. dissipés surtout en chaleur — L'énergie ne disparaît jamais : le panneau chauffe (et renvoie un peu de lumière).
Moi c'est Ben, j'ai créé ce site pour aider le plus d'élèves possible, partout en France. Je peux aussi reprendre avec toi ce qui coince en cours particulier : en visio, ou à domicile si tu es à Marseille.
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