Chaîne d’énergie : formes d’énergie et constituants

Complète avec le mot du cours.

1. On ne peut pas mettre en réserve l’énergie électrique ni l’énergie lumineuse : ce sont des énergies de .
   Elles n’existent que pendant leur passage d’un objet à un autre : énergies de transfert.
2. En 6e, on disait « énergie de pesanteur » ; en technologie, on dit plutôt énergie (ou énergie de position).
   Énergie de pesanteur = énergie potentielle = énergie de position.
3. Une énergie que l’on peut mettre en réserve pour s’en servir plus tard est une énergie .
   Les énergies cinétique, potentielle, chimique et thermique peuvent être stockées.
4. En technologie, l’énergie d’une pièce en mouvement ou en hauteur est souvent appelée énergie .
   Énergie mécanique : cinétique et potentielle, celle que fournit un moteur à l’axe qui tourne.

Écris la forme d’énergie principale dans chaque situation : électrique, cinétique, potentielle, thermique, lumineuse ou chimique.

1. Le courant qui recharge un autobus au terminus :
   Un courant électrique : énergie électrique.
2. La pièce de bois qui tourne sur un tour à bois :
   Elle est en mouvement : énergie cinétique.
3. Le métal fondu dans le creuset d’une fonderie :
   Il est très chaud : énergie thermique.
4. La lumière d’une rampe de LED dans une serre :
   De la lumière : énergie lumineuse.
5. Les piles d’une balance de cuisine :
   Des piles stockent de l’énergie chimique.
6. Un wagon de montagnes russes arrêté tout en haut de la première montée :
   Elle est en hauteur et immobile : énergie potentielle.

Une enfant joue sur une balançoire de jardin. Son père la pousse, puis la laisse se balancer. Au point le plus haut, elle s’arrête un court instant ; au point le plus bas, elle va le plus vite. Au bout de quelques minutes sans être poussée, elle s’arrête : l’axe de la balançoire, qui frotte, a un peu chauffé.

1. Au point le plus haut, immobile un instant, l’enfant possède surtout de l’énergie .
   Elle est en hauteur et immobile : énergie potentielle.
2. Au point le plus bas, elle va le plus vite : c’est là que son énergie est la plus grande.
   La vitesse est la plus grande : énergie cinétique.
3. En frottant, l’axe de la balançoire s’échauffe : une partie de l’énergie devient de l’énergie .
   L’axe chauffe : énergie thermique.
4. Pour pousser la balançoire, les muscles du père utilisent l’énergie des aliments.
   Les aliments contiennent de l’énergie chimique.
5. En descendant puis en remontant, l’énergie de l’enfant ne disparaît pas : elle change de .
   L’énergie potentielle devient cinétique, puis à nouveau potentielle : elle change de forme.

Complète la conversion.

1. Le moteur d’un broyeur de végétaux convertit l’énergie électrique en énergie .
   Le moteur fait tourner les couteaux : énergie cinétique.
2. Les LED de la croix d’une pharmacie convertissent l’énergie électrique en énergie .
   Elles éclairent : énergie lumineuse.
3. La résistance d’un chauffe-eau électrique convertit l’énergie électrique en énergie .
   Elle chauffe l’eau : énergie thermique.
4. Quand un train de banlieue freine, son moteur fonctionne en génératrice et renvoie sur la ligne de l’énergie .
   En génératrice, il convertit l’énergie cinétique du train en énergie électrique : le train ralentit.
5. Quand on la recharge, la batterie d’un robot de piscine convertit l’énergie électrique en énergie .
   En charge, elle stocke l’énergie sous forme chimique.

Écris le constituant qui réalise la conversion : moteur, vérin, lampe, résistance chauffante ou génératrice.

1. Le dossier d’un lit médicalisé se relève : une tige sort en ligne droite et le pousse.
   Mouvement en ligne droite : un vérin électrique.
2. La brosse ronde d’une cireuse de sol tourne sur le carrelage.
   Une rotation : un moteur.
3. Les feux stop d’un autobus s’allument quand il freine.
   Ils éclairent : des lampes (à LED).
4. De fins fils collés sur la vitre arrière d’une voiture chauffent pour enlever le givre.
   Électrique → thermique : une résistance chauffante.
5. Pendant qu’une voiture roule, un appareil entraîné par une courroie du moteur fournit le courant qui recharge la batterie.
   Il reçoit une rotation et fournit du courant : cinétique → électrique, c’est une génératrice (l’alternateur).

Pour chaque constituant, écris l’énergie en entrée, puis l’énergie utile en sortie.

1. Les cellules solaires d’un feu de chantier provisoire. Entrée : ; sortie :
   Lumière du Soleil → courant : lumineuse → électrique.
2. Les LED de ce même feu de chantier. Entrée : ; sortie :
   Courant → lumière : électrique → lumineuse.
3. La batterie d’une caméra de sport pendant qu’elle filme. Entrée : ; sortie :
   Elle se décharge : l’énergie chimique stockée devient électrique.
4. Le vérin qui soulève le plateau d’une table élévatrice d’atelier. Entrée : ; sortie :
   Vérin : électrique → cinétique, en ligne droite.
5. Ce vérin tiédit en fonctionnant. L’énergie qui le réchauffe est-elle utile ou dissipée ?
   On n’attend pas de chaleur d’un vérin : elle part dans l’air, elle est dissipée.

Complète avec le nom de la fonction ou le mot du cours.

1. Fournir à l’objet l’énergie dont il a besoin, c’est la fonction .
   Alimenter : prise, pile, batterie, panneau solaire.
2. Laisser passer ou couper l’énergie vers le moteur quand on en donne l’ordre, c’est la fonction .
   Distribuer : interrupteur, relais, variateur.
3. Changer la forme de l’énergie pour produire l’action, c’est la fonction .
   Convertir : moteur, vérin, lampe, résistance.
4. Amener le mouvement du moteur jusqu’à la pièce qui agit, c’est la fonction .
   Transmettre : engrenages, courroie, chaîne.
5. Une batterie garde l’énergie entre deux utilisations : elle réalise aussi la fonction .
   Elle stocke l’énergie (sous forme chimique).
6. Dans un objet automatique, l’ordre de mettre le moteur en marche vient d’une carte électronique, qui appartient à la chaîne d’.
   La carte décide : elle fait partie de la chaîne d’information, qui envoie ses ordres à la chaîne d’énergie.

Un taille-haie sans fil comporte les constituants ci-dessous. Pour que les lames se mettent en marche, il faut appuyer à la fois sur la gâchette et sur un bouton de sécurité (les deux mains sont ainsi occupées). Écris la fonction de chaque constituant : alimenter, distribuer, convertir ou transmettre.

1. La batterie lithium-ion :
   Elle fournit l’énergie : alimenter (et stocker).
2. La gâchette, qui met le moteur en marche quand le bouton de sécurité est aussi enfoncé :
   Elle laisse passer l’énergie vers le moteur : distribuer.
3. Le moteur électrique :
   Électrique → cinétique : convertir.
4. Les engrenages et la bielle qui font aller et venir les lames :
   Ils amènent le mouvement du moteur jusqu’aux lames (en changeant la rotation en va-et-vient) : transmettre.

Chaque chaîne d’énergie ci-dessous est incomplète ou mal rangée. Réponds.

1. Pont roulant d’atelier : réseau électrique → boîtier de commande → → réducteur → tambour du câble. Quel constituant manque ?
   Entre distribuer et transmettre, il manque le convertisseur : le moteur.
2. Lampe de bureau branchée sur le port USB d’un ordinateur : port USB → → LED. Quel constituant manque ?
   Il manque le bloc distribuer, qui allume ou éteint : un interrupteur.
3. Souffleur de feuilles : batterie → gâchette → moteur → turbine fixée sur l’axe du moteur. Quelle fonction n’apparaît pas ?
   La turbine est sur l’axe du moteur : pas de bloc transmettre.
4. Un élève a rangé le variateur d’une scie à onglet dans « convertir ». Quelle fonction réalise-t-il en réalité ?
   Il ne change pas la forme de l’énergie, il la laisse passer et la dose : distribuer.

Voici la chaîne d’énergie d’un tour de potier électrique. Écris la nature de l’énergie sur chaque flèche.

1. Flèche ① : énergie
   De la prise à la pédale : énergie électrique.
2. Flèche ② : énergie
   La pédale distribue sans changer la forme : toujours électrique.
3. Flèche ③ : énergie
   Le moteur a converti : énergie cinétique (rotation).
4. Flèche ④ : énergie
   La courroie transmet sans changer la forme : cinétique.

Pour chaque fonction technique, écris une solution technique du cours qui la réalise.

1. Laisser passer le courant d’une sonnette seulement tant qu’on appuie :
   Un bouton-poussoir, une sorte d’interrupteur qui ne laisse passer le courant que pendant l’appui.
2. Régler progressivement la vitesse de rotation d’une meuleuse d’angle :
   Doser l’énergie envoyée au moteur : un variateur.
3. Transformer l’énergie électrique en un mouvement en ligne droite qui pousse une trappe de désenfumage :
   Un mouvement en ligne droite : un vérin électrique.
4. Transmettre la rotation entre deux axes très proches, sans aucun glissement :
   Axes proches, sans glissement : des engrenages.
5. Transmettre la rotation entre deux axes éloignés de 50 cm, sans glissement, sur une machine qu’on peut graisser :
   Axes éloignés, sans glissement, graissage possible : une chaîne et des pignons (une courroie crantée, qui ne glisse pas non plus, conviendrait aussi).
6. Stocker l’énergie d’un objet sans fil qu’on recharge chaque soir :
   Recharger chaque soir : une batterie (une pile ne se recharge pas).

Choisis la solution technique la plus adaptée parmi celles proposées.

1. Une box internet doit rester alimentée jour et nuit, posée à côté d’une prise. Prise, pile ou panneau solaire ?
   Elle ne bouge pas et fonctionne sans arrêt : la prise, rien à recharger.
2. Une balise lumineuse posée sur une bouée en mer, loin de tout câble, doit fonctionner des années sans qu’on vienne la recharger. Prise, pile ou panneau solaire ?
   Pas de câble et pas de visite : un panneau solaire, avec une batterie pour la nuit.
3. Le moteur d’une machine de bureau doit entraîner un rouleau situé à 30 cm, sans bruit et sans graissage. Engrenages, courroie ou chaîne ?
   Silencieuse et sans graissage, entre deux axes éloignés : une courroie.
4. Le moteur puissant d’un compacteur à déchets doit être mis en marche par une carte électronique qui ne fournit qu’un petit courant. Interrupteur, relais ou variateur ?
   Commandé par un petit courant, il laisse passer le gros courant du moteur : un relais.
5. Une télécommande de diaporama doit être très légère et marcher plusieurs mois sans fil. Prise, pile ou panneau solaire ?
   Petite, légère, sans fil et peu gourmande : une pile.