ROYAUME DU MAROC
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de la Formation des Cadres et de la R...
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Couverture transparente
Isolant
Eau entrant `a Ì et sortant `a Ì×.
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Eau entrant `a Ì et sortant `a Ì×

 
 

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Conditions de fonctionnement d’un capteur solaire
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Cnc 2010 mp_physique_1

  1. 1. ROYAUME DU MAROC Minist`ere de l’´Education Nationale, de l’Enseignement Sup´erieur, de la Formation des Cadres et de la Recherche Scientifique Pr´esidence du Concours National Commun Ecole Sup´erieure des Industries du Textile et de l’Habillement ESITH Concours National Commun d’admission aux Grandes ´Ecoles d’Ing´enieurs ou assimil´ees Session 2010 ´EPREUVE DE PHYSIQUE I Fili`ere MP Dur´ee 4 heures Cette ´epreuve comporte 8 pages au format A4, en plus de cette page de garde L’usage de la calculatrice est autoris´e
  2. 2. Concours National Commun – Session 2010 – Fili`ere MP L’´enonc´e de cette ´epreuve comporte 8 pages. L’usage de la calculatrice est autoris´e. On veillera `a une pr´esentation claire et soign´ee des copies. Il convient en particulier de rappeler avec pr´ecision les r´ef´erences des questions abord´ees. Utilisation de l’´energie solaire Le probl`eme propose l’´etude de quelques aspects de l’utilisation de l’´energie solaire. Les deux premi`eres parties traitent le fonctionnement d’un capteur solaire plan destin´e `a produire de l’eau chaude sanitaire. La troisi`eme partie, totalement ind´ependante, traite la conversion d’´energie solaire en ´electricit´e au moyen des cellules photovolta¨ıques. Dans les applications num´eriques, qui ne doivent pas ˆetre n´eglig´ees, une attention particuli`ere sera prˆet´ee au nombre de chiffres `a utiliser pour afficher les r´esultats. Ce nombre, qui d´epend en g´en´eral du niveau de pr´ecision recherch´e, ne doit en aucun cas d´epasser le nombre de chiffres significatifs permis par les donn´ees. La valeur num´erique de toute grandeur physique doit ˆetre accompagn´ee de son unit´e dans le syst`eme international des unit´es (SI). Si, au cours de l’´epreuve, un candidat rep`ere ce qui lui semble ˆetre une erreur d’´enonc´e, il le signale sur sa copie et poursuit sa composition en indiquant les raisons des initiatives qu’il est amen´e `a prendre. Dans les deux premi`eres parties, on se place en r´egime permanent. Les temp´eratures seront alors consid´er´ees ind´ependantes du temps. Donn´ees num´eriques ¯ constante de STEFAN : ½¼  Ï Ñ ¾ à ¯ capacit´e thermique de l’eau : Ñ ¾   ½ འ¯ masse volumique de l’eau : ½¼¿ Ñ ¿ 1`ere partie Bilan thermique dans un capteur solaire plan On consid`ere un capteur solaire thermique plan constitu´e d’un absorbeur qui est une plaque m´etallique, de surface Ë, recouverte d’une peinture noire. La paroi absorbante (absorbeur), s’´echauffe sous l’effet de l’absorption du rayonnement solaire incident. Une partie de l’´energie thermique est r´ecup´er´ee par la circulation d’eau `a un d´ebit massique Ñ (masse d’eau traversant le capteur par unit´e de temps) qui s’effectue entre la face arri`ere de l’absorbeur et une paroi parfaitement isol´ee. Les parties lat´erales du capteur ´etant consid´er´ees parfaitement isol´ees. Le sch´ema de principe d’un capteur solaire plan est donn´e sur la figure 1. Une couverture transparente (vitre), de mˆeme surface que l’absorbeur, est plac´ee `a une distance ¾ Ñ en avant de la plaque absorbante. La plaque m´etallique absorbe int´egralement le rayonnement solaire auquel est expos´ee et le remet suivant une loi de corps noir. On suppose que la couverture est totalement transparente au rayonnement visible et totalement absorbante du rayonnement infrarouge de longueur d’onde sup´erieure `a ½ Ñ et que le rayonnement solaire n’en contient presque pas au niveau du sol. La couverture est alors consid´er´ee comme un corps noir pour des longueurs d’ondes sup´erieures `a ½ Ñ. ´Epreuve de Physique I 1 / 8 Tournez la page S.V.P.
  3. 3. Concours National Commun – Session 2010 – Fili`ere MP Couverture transparente Isolant Eau entrant `a Ì et sortant `a Ì×. Air confin´e Paroi absorbante au rayonnement solaire Figure 1: Sch´ema de principe d’un capteur solaire plan La temp´erature d’entr´ee de l’eau en ´ecoulement est Ì ¾ ¼ Ã, celle en sortie sera not´ee Ì×. Le fluide subit alors une ´el´evation de temp´erature Ì×  Ì `a la travers´ee du capteur. L’air ext´erieur est `a la temp´erature Ì ¾ ¼Ã. L’ensoleillement est pris en compte, au niveau de la surface avant du capteur, par l’interm´ediaire du flux solaire surfacique ¼¼ Ï Ñ ¾ . On note la largeur de la plaque et Ä sa longueur dans le sens d’´ecoulement du fluide (Ë Ä ). On rappelle que lorsqu’un fluide `a la temp´erature ̾ s’´ecoule au contact d’une paroi `a la temp´erature ̽, le flux thermique surfacique ´echang´e par la paroi avec le fluide est ´Ì½   ̾µ; ´etant le coefficient de transfert conducto-convectif. ½ ½ ÈÖ Ð Ñ Ò Ö × ½ ½ ½ D´efinir les deux modes de transfert thermique par conduction et par convection, ainsi que le transfert d’´energie par rayonnement. Donner un exemple pour chaque type de transfert. ½ ½ ¾ La longueur d’onde Ñ, pour laquelle la densit´e spectrale d’un rayonnement `a l’´equilibre thermique est maximum, est reli´ee `a la temp´erature Ì `a l’´equilibre par la loi : ÑÌ ¾ Ñ Ã Comment s’appelle cette loi ? ½ ½ ¿ Les temp´eratures mises en jeu dans le capteur sont de l’ordre de ¿¼¼ Ã. ½ ½ ¿ ½ D´eterminer la longueur d’onde Ñ correspondante au maximum du spectre du rayonnement d’´equilibre avec un corps noir `a cette temp´erature. ½ ½ ¿ ¾ Comment se comporte la couverture en vitre vis `a vis de ce rayonnement ? ½ ½ D´efinir la notion de corps noir. ½ ½ Expliquer `a quoi correspondent et Ì dans la loi de STEFAN : Ì . ´Epreuve de Physique I 2 / 8  
  4. 4. Concours National Commun – Session 2010 – Fili`ere MP Eau entrant `a Ì et sortant `a Ì×   Ô  Ö Ô  Ö   Rayonnement solaire incident Figure 2: Flux thermiques ´echang´es dans le capteur plan. ½ ¾ Ð Ò Ø ÖÑ ÕÙ ÐÓ Ð Ù ÔØ ÙÖ On admet qu’en r´egime permanent le flux thermique stock´e dans le capteur est n´egligeable. On notera la puissance thermique absorb´ee par le capteur, Ù la puissance thermique utile c.`a.d. celle r´ecup´er´ee par le fluide et Ô la puissance thermique perdue par le capteur. ½ ¾ ½ ´Ecrire la relation liant , Ù et Ô et qui traduit le bilan thermique du capteur. ½ ¾ ¾ ´Ecrire la puissance absorb´ee par le capteur en fonction de l’´eclairement solaire au niveau du sol et de la surface Ë. ½ ¾ ¿ Le fluide ne subit pas de changement d’´etat. ´Ecrire l’expression de la puissance ther- mique utile en fonction des temp´eratures d’entr´ee Ì et de sortie Ì×, du d´ebit massique Ñ et de la capacit´e calorifique massique Ñ du fluide. En d´eduire la relation suivante : Ë Ñ Ñ ´Ì×  Ì µ · Ô (1) ½ ¿ ×Ø Ñ Ø ÓÒ × Ô ÖØ × Ø ÖÑ ÕÙ × Ù ÔØ ÙÖ Les ´echanges thermiques par convection-conduction et par rayonnement entre le capteur et l’ext´erieur peuvent ˆetre sch´ematis´es comme indiqu´e sur la figure 2. Par souci de simplification, on suppose que la paroi absorbante est port´ee `a la temp´erature moyenne ÌÔÑ. L’air emprisonn´e entre la vitre et la plaque est immobile, sa conductivit´e thermique est ¼ ¼¾ Ï Ñ ½ འ. On n´eglige le ph´enom`ene de conduction thermique dans la vitre (couver- ture transparente) dont la temp´erature est suppos´ee uniforme et ´egale `a Ì . Les ´echanges thermiques conducto-convectif entre la couverture et l’air ext´erieur sont pris en compte par l’interm´ediaire d’un coefficient global   ½¼ Ï Ñ ¾ འ. ½ ¿ ½ È ÖØ × Ô Ö ÓÒÚ Ø ÓÒ¹ ÓÒ Ù Ø ÓÒ ½ ¿ ½ ½ Rappeler la loi de FOURIER relative `a la conduction thermique dans un milieu mat´eriel si`ege d’un gradient de temp´erature. ½ ¿ ½ ¾ ´Ecrire l’expression du flux thermique Ô  ´echang´e par conduction entre la paroi absorbante et la couverture. ½ ¿ ½ ¿ Montrer que l’expression pr´ec´edente peut ˆetre ´ecrite sous la forme approch´ee suiv- ante : Ô  ³ Ô  ´ÌÔÑ  Ì µ Ë ´Epreuve de Physique I 3 / 8 Tournez la page S.V.P.
  5. 5. Concours National Commun – Session 2010 – Fili`ere MP Donner l’expression de Ô  en fonction de et . ½ ¿ ½ Application num´erique : calculer Ô  . ½ ¿ ½ Donner l’expression du flux   ´echang´e par convection-conduction entre la cou- verture et l’air ext´erieur en fonction de   , Ì , Ì et Ë. ½ ¿ ¾ È ÖØ × Ô Ö Ö ÝÓÒÒ Ñ ÒØ ½ ¿ ¾ ½ ´Ecrire l’expression du flux Ö Ô  ´echang´e par rayonnement entre la paroi absorbante et la couverture transparente en fonction de ÌÔÑ, Ì , Ë et la constante de STEFAN . Les temp´eratures de la paroi absorbante et de la couverture transparente sont assez proches et l’´ecart ´ÌÔÑ  Ì µ est nettement inf´erieur `a ÌÔÑ et `a Ì . ½ ¿ ¾ ¾ En lin´earisant l’expression de la question pr´ec´edente, montrer que Ö Ô  peut s’´ecrire sous la forme approch´ee : Ö Ô  ³ Ö Ô  ´ÌÔÑ  Ì µ Ë (2) Donner l’expression de Ö Ô  en fonction de ÌÔÑ et de . Le flux surfacique rayonn´e par le ciel et l’atmosph`ere vers la terre peut ˆetre calcul´e par : Ï ¯ Ì ; ¯ ´etant l’´emissivit´e de l’atmosph`ere, elle est donn´ee en fonction de la temp´erature de l’air ambiant par l’expression : ¯ ½  ¼ ¾ ½ ÜÔ     ½¼  ´Ì  ¾ ¿µ¾ ¡ ½ ¿ ¾ ¿ D´eterminer la valeur de ¯ . ½ ¿ ¾ ´Ecrire l’expression du flux Ö   ´echang´e par rayonnement entre la couverture transparente et l’air ext´erieur en fonction de Ì , Ì , Ë, et ¯ . ½ ¿ ¾ ´Ecrire l’expression du flux pr´ec´edent sous la forme : Ö   ³ Ö   ´Ì  Ì µ Ë Donner l’expression de Ö   en fonction de , ¯ , Ì et Ì . On posera : ¼ Ì ¿ . ½ ¿ ¿ ÐÙÜ ØÓØ Ð Ô Ö Ù L’´el´ement extracteur de l’´energie solaire est la paroi absorbante. Le flux total perdu par le capteur Ô peut ˆetre alors ramen´e en un flux perdu par cette paroi. ½ ¿ ¿ ½ ´Ecrire l’expression du flux thermique total perdu par la paroi Ô en fonction de Ô  et Ö Ô  , puis en fonction de Ô  , Ö Ô  , ÌÔÑ, Ì et Ë. ½ ¿ ¿ ¾ ´Ecrire le bilan thermique de la couverture transparente. ½ ¿ ¿ ¿ En d´eduire que sa temp´erature Ì s’´ecrit sous la forme : Ì ´ ¼ ·   µÌ · ´ Ö Ô  · Ô  µÌÔÑ   Ì ´½  ¯ µ ¼ ·   · Ö Ô  · Ô  (3) ½ ¿ ¿ Montrer que le flux thermique total perdu par la paroi peut s’´ecrire sous la forme : Ô Ô´ÌÔÑ  Ì µË (4) Donner l’expression de Ô en fonction de Ô  , Ö Ô  ,   et Ö   . ´Epreuve de Physique I 4 / 8  
  6. 6. Concours National Commun – Session 2010 – Fili`ere MP 2`eme partie Conditions de fonctionnement d’un capteur solaire On se place ici dans le cas de figure o`u l’on dispose d’un capteur solaire plan dont on connaˆıt les dimensions et les propri´et´es thermiques des diff´erents ´el´ements constitutifs. Le probl`eme est de d´eterminer son rendement dans des conditions m´et´eorologiques donn´ees. Les inconnues du probl`eme sont : ÌÔÑ, Ì , Ô et . On s’int´eresse `a la r´ecup´eration directe de l’eau chaude sanitaire du capteur avec un d´ebit massique Ñ de litres par minute et on prendra dans cette partie : ½ Ñ et Ä ½¼ Ñ. ¾ ½ ÈÖÓ¬Ð Ø ÑÔ Ö ØÙÖ Ò× Ð × Ò× Ð³ ÓÙÐ Ñ ÒØ Ù ­Ù Notons Ì ´Üµ la temp´erature de la paroi au niveau de l’abscisse Ü, mesur´ee le long de la direction de l’´ecoulement (¼ Ü Ä), et Ù le flux ´el´ementaire c´ed´e par la paroi absorbante `a la tranche de fluide situ´ee entre les abscisses Ü et Ü · Ü. On suppose que l’´ecoulement est assez lent de mani`ere `a consid´erer que le fluide soit en ´equilibre thermique local avec la paroi et que sa temp´erature soit uniforme sur une section transversale. ¾ ½ ½ En utilisant l’expression ´etablie dans la question 1 2 2 et la relation (4), d´eterminer les expressions de la puissance absorb´ee et de la puissance perdue par l’´el´ement de surface Ë Ü du capteur et qui est situ´e entre les abscisses Ü et Ü · Ü. ¾ ½ ¾ D´eterminer l’expression de la puissance utile Ù transmise au fluide lors de son passage dans la tranche du capteur situ´ee entre Ü et Ü · Ü. ¾ ½ ¿ En effectuant le bilan thermique sur la portion de fluide situ´ee entre Ü et Ü · Ü, montrer que Ì ´Üµ satisfait `a l’´equation diff´erentielle suivante : Ì ´Üµ Ü · Ô Ñ Ñ ´Ì ´Üµ  Ì µ Ñ Ñ (5) ¾ ½ D´eterminer le profil de temp´erature Ì ´Üµ de la plaque absorbante le long de la direction de l’´ecoulement du fluide. D´eterminer la longueur caract´eristique Æ des variations de la temp´erature en fonction de Ñ, Ñ, Ô et . Tracer l’allure de la courbe Ì ´Üµ. ¾ ½ ´Etablir l’expression de la temp´erature moyenne de la plaque ÌÔÑ. ¾ ½ Montrer que la temp´erature de sortie du fluide Ì× s’´ecrit sous la forme : Ì× Ì · Ô · Ì  Ì   Ô ÜÔ  Ä Æ (6) ¾ ¾ Ð ÙÐ Ù Ö Ò Ñ ÒØ ÐÓ Ð La temp´erature moyenne de la plaque absorbante ÌÔÑ est d´etermin´ee par une m´ethode it´erative. On prendra : ÌÔÑ ¿¼¼ Ã. ¾ ¾ ½ Calculer les valeurs num´eriques de Ö Ô  introduite dans la relation (2), et de Ì . En d´eduire la valeur de Ô. ¾ ¾ ¾ D´eterminer la valeur num´erique de la temp´erature Ì× de l’eau `a la sortie du capteur. ¾ ¾ ¿ Le rendement du capteur est d´efini comme ´etant le rapport de la puissance utile `a la puissance absorb´ee par le capteur : Ù Ë . ´Epreuve de Physique I 5 / 8 Tournez la page S.V.P.
  7. 7. Concours National Commun – Session 2010 – Fili`ere MP ¾ ¾ ¿ ½ ´Ecrire l’expression du rendement en fonction de Ñ, Ñ, Ì×, Ì , et Ë. ¾ ¾ ¿ ¾ Calculer le rendement du capteur dans les conditions de fonctionnement cit´ees ci- dessus. ¾ ¿ ÙØÖ × Ö Ò ÙÖ× Ö Ø Ö ×Ø ÕÙ × Pour cette section, on prendra : Ô Ï Ñ ¾ འ. ¾ ¿ ½ Ê ÝÓÒÒ Ñ ÒØ × Ù Ð L’´eclairement solaire varie le long de la journ´ee et d´epend des conditions climatiques. Pour une valeur Ì donn´ee de la temp´erature d’entr´ee dans le capteur, le fluide ne rec¸oit effectivement de l’´energie thermique que si d´epasse une valeur limite × appel´ee rayonnement de seuil. ¾ ¿ ½ ½ Donner l’expression de × en fonction de Ô, Ì et Ì . Calculer la valeur num´erique de ×. ¾ ¿ ½ ¾ Pour avoir des capteurs plus performants, doit-on chercher `a obtenir un rayonnement de seuil le plus faible ou plutˆot le plus grand possible ? ¾ ¿ ¾ Ì ÑÔ Ö ØÙÖ Ð Ñ Ø Si pour un ´eclairement solaire donn´e le d´ebit du fluide s’annule, la temp´erature moyenne ÌÔÑ de la paroi absorbante va augmenter jusqu’`a atteindre une valeur d’´equilibre appel´ee temp´erature limite ÌÔÐ. ¾ ¿ ¾ ½ D´eterminer l’expression de ÌÔÐ en fonction de , Ì et Ô. ¾ ¿ ¾ ¾ Afin d’´eviter tout risque de d´egradation du capteur, il faut consid´erer le com- portement des mat´eriaux utilis´es `a la temp´erature limite de fonctionnement correspondant `a l’´eclairement solaire maximum ( Ñ ³ ½¼¼¼ Ï Ñ ¾ ). D´eterminer la valeur num´erique de la temp´erature limite correspondante. ¾ × ³ÙÒ ÔØ ÙÖ × Ò× Ú ØÖ En absence de la couverture transparente, le flux total perdu est toujours donn´e par l’´equation (4) et la temp´erature de sortie par l’´equation (6). Les ´echanges entre la paroi absorbante et l’air ambiant sont mod´elis´es par le coefficient de conduction-convection :   ½¼ Ï Ñ ¾ འet le coefficient de rayonnement Ö. On montre que : Ö Ì ¿ · Ì ´½  ¯ µ ÌÔÑ  Ì ¾ ½ Montrer que dans ce cas le coefficient global de perte s’´ecrit sous la forme : Ô · Ö. Une m´ethode it´erative permet de trouver la temp´erature moyenne de la plaque absorbante en l’absence de vitre : ÌÔÑ ¾ Ã. ¾ ¾ D´eterminer la nouvelle valeur de Ô. ¾ ¿ D´eterminer la nouvelle valeur de la temp´erature Ì× de l’eau `a la sortie du capteur. Commenter. ¾ En d´eduire la nouvelle valeur du rendement . Comparer au cas du capteur avec vitrage. Conclure quant `a l’utilisation de la couverture transparente. ´Epreuve de Physique I 6 / 8  
  8. 8. Concours National Commun – Session 2010 – Fili`ere MP ................................................. ................................................. ................................................. ................................................. ................................................. ........................................................................... ........................................................................... ........................................................................... ........................................................................... ........................................................................... ........................................................................... ........................................................................... ........................................................................... ¹ ¼ ½¼ ½ ¾¼ ¾ ¼ ¾ ½ ¼¼ Ï Ñ  ¾ ¾ ¾¼¼ Ï Ñ  ¾ ¿ ½¼¼ Ï Ñ  ¾ Á ´ µ Í ´Î µ ¹ ÊÊÊ ÊÍ Á Î Rayonnement solaire incident (a) (b) Figure 3: Caract´eristiques d’une cellule photovolta¨ıque `a diff´erents ´eclairements. 3`eme partie Production d’´energie ´electrique par l’effet photovolta¨ıque Une autre utilisation de l’´energie solaire est la production d’´energie ´electrique par des cellules photovolta¨ıques. Les courbes caract´eristiques Á ´Íµ d’une cellule photovolta¨ıque (ou panneau solaire) sont repr´esent´ees sur le sch´ema de la figure 3-a. Ces courbes sont donn´ees pour une cellule de surface Ë ½Ñ¾ relativement `a trois ´eclairements solaires diff´erents : ¯ ½ ¼¼ Ï Ñ ¾ (´eclairement solaire maximal) ¯ ¾ ¾¼¼ Ï Ñ ¾ (ciel voil´e) ¯ ¿ ½¼¼ Ï Ñ ¾ (ciel gris) Les caract´eristiques sont obtenues en utilisant le montage de la figure 3-b o`u l’on dispose d’une r´esistance variable ´etalonn´ee Ê et d’un voltm`etre suppos´e id´eal. On compl`ete ces caract´eristiques par le tableau donnant les tensions Í , pour les diff´erents ´eclairements , en fonction de Ê. Ê ´ªµ ½ 80 40 20 15 10 5 3 2 0,5 ͽ´Î µ 24,5 24,3 24,25 24 23,8 23,5 22 17,9 14,2 3,54 ;´Î µ 21 20,6 20,1 19 18 15,4 8,6 5,3 3,5 0,88 Í¿´Î µ 19,2 18,5 17,5 14,8 12,5 8,9 4,3 2,64 1,8 0,45 ¿ ½ Montrer que la mesure de la tension Í suffit `a ´etablir la courbe caract´eristique. ¿ ¾ De quelle puissance ´electrique maximale peut-on disposer pour chaque ´eclairement ; donner alors les valeurs de l’intensit´e ÁÑ Ü et de la tension ÍÑ Ü correspondantes dans chaque cas. On pourra utiliser une solution graphique ou num´erique et un r´esultat comportant deux chiffres num´eriques suffira. ¿ ¿ Les caract´eristiques exp´erimentales sont bien mod´elis´ees par la fonction : Á Á¼ ÜÔ Í Í¼  ½ · ´Epreuve de Physique I 7 / 8 Tournez la page S.V.P.
  9. 9. Concours National Commun – Session 2010 – Fili`ere MP On supposera, ce qu’on v´erifiera `a posteriori, que les intersections des caract´eristiques avec l’axe horizontal correspondent `a des valeurs de Í largement sup´erieures `a ͼ. ¿ ¿ ½ D´eterminer les valeurs num´eriques du courant du court-circuit Á correspondantes `a chaque ´eclairement. En d´eduire la valeur de . ¿ ¿ ¾ D´eterminer les valeurs num´eriques de la tension du circuit ouvert Í Ó correspondantes `a chaque ´eclairement. En d´eduire les valeurs num´eriques de ͼ et Á¼. Pour la suite, on se placera sur la courbe d’´eclairement maximal ( ½ ¼¼ Ï Ñ ¾ ). ¿ Ö Ò Ñ ÒØ ×ÙÖ ÙÒ Ö ¿ ½ Le panneau solaire ´etant coupl´e `a un ventilateur, assimil´e `a une r´esistance de ¾¾ª. ¿ ½ ½ D´eterminer la tension aux bornes du ventilateur et le courant qui le traverse. On pr´ecisera avec soin la m´ethode utilis´ee. ¿ ½ ¾ En d´eduire la puissance ÈÚ rec¸ue par le ventilateur et le rendement correspondant du panneau solaire. ¿ ¾ On se propose maintenant de charger une batterie ½¾Î ½ª . On suppose qu’au d´ebut, elle est compl`etement d´echarg´ee. ¿ ¾ ½ Que repr´esentent les deux grandeurs entre accolades ? ¿ ¾ ¾ D´eterminer le courant qui traverse la batterie, la tension entre ses bornes et la puissance qu’elle rec¸oit au d´ebut de la charge. Comparer cette puissance `a la puissance maximale d´elivr´ee par le panneau. ¿ ¾ ¿ Sur la batterie, on lit qu’elle contient . Que repr´esente cette grandeur ? ¿ ¾ Quel est le temps n´ecessaire pour charger cette batterie ? ¿ ××Ó Ø ÓÒ× Ô ÒÒ ÙÜ ×ÓÐ Ö × On veut construire une centrale solaire pouvant fournir une puissance ´electrique de ½¼¼ Ï . ¿ ½ De quel nombre de cellules ´el´ementaires de ½ Ѿ faut-il disposer si chaque cellule fournit sa puissance maximale ? ¿ ¾ Si on utilise des branches de Ò× ¼ cellules plac´ees en s´erie, de quelle tension pourra-t- on disposer ? On suppose la r´esistance des connexions n´egligeables. ¿ ¿ On met en parall`ele ÒÔ ¾¼ branches identiques constitu´ees de Ò× cellules en s´erie. Quelle sera l’intensit´e globale qu’on pourra obtenir de l’ensemble ? ¿ Quelle est la puissance maximale th´eorique disponible de cette centrale ? D´eterminer alors le rendement de la centrale. Commenter. ¿ Quelle est la r´esistance qui permet d’utiliser cette puissance, c’est-`a-dire qui optimise le fonctionnement ? La comparer `a celle d’une cellule ´el´ementaire de ½ Ѿ . FIN DE L’´EPREUVE ´Epreuve de Physique I 8 / 8 FIN

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