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Le fonctionnement d'une chaine d'énergie simple

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Objectifs
  • Identifier différentes sources et connaitre quelques conversions d’énergie.
  • Reconnaitre les situations où l’énergie est stockée, transformée, utilisée.
  • Identifier quelques éléments d’une chaine d’énergie domestique simple.
Points clés
  • La chaine d’énergie simple est composée de tous les éléments qui permettent à un objet de fonctionner grâce à l’énergie.
  • Elle est composée des éléments suivants :
    • Alimentation
    • Stockage
    • Distribution
    • Conversion
    • Transmission
1. Les différentes sources d'énergie utilisées par les êtres humains

Dans notre vie quotidienne, nous utilisons de nombreux objets et appareils qui nécessitent de l’énergie pour fonctionner, en particulier de l’énergie électrique : télévision, sèche-cheveux, ventilateur, four, aspirateur, etc.

Chaque objet possède différents éléments par lesquels l’énergie circule pour que cet objet fonctionne. Chaque élément possède une fonction particulière (alimenter en énergie, stocker l’énergie, distribuer l’énergie, convertir l’énergie, transmettre l’énergie). L’ensemble de ces éléments compose une chaine d’énergie simple. On parle de chaine car chaque élément constitue un maillon de cette chaine.

Alimentation ► Stockage ► Distribution ► Conversion ► Transmission
2. Les différents éléments de la chaine

La chaine d’énergie est composée des éléments qui remplissent tous une fonction bien précise dans le fonctionnement de l’objet.

a. Alimentation

Elle est composée des éléments qui alimentent l’objet en énergie.

Exemples : un chargeur ou une prise électrique.

L’alimentation peut aussi être autonome, c'est-à-dire que l’objet peut posséder un système lui permettant de fabriquer sa propre énergie, grâce un panneau solaire, par exemple.

Exemples : montre solaire, chauffe–eau solaire, etc.
b. Stockage

Il est composé des éléments qui stockent l’énergie.

Exemples : des piles ou une batterie.
c. Distribution

Elle est composée des éléments qui permettent à l’énergie de faire fonctionner l’appareil.

Exemples
Un interrupteur ou des boutons permettant de régler la quantité d’énergie délivrée.
d. Conversion

Ce sont les éléments qui convertissent une forme d’énergie en une autre forme d’énergie.

Exemples 
  • Un moteur de voiture électrique transforme l’énergie électrique en énergie de mouvement.
  • Une turbine transforme l’énergie de l’eau (hydraulique) en énergie électrique.
e. Transmission

Ce sont les éléments qui transmettent l’énergie aux différentes parties de l’objet.

Exemples : des engrenages, des tuyaux, etc.
3. Un exemple : le ventilateur

Prenons un exemple avec un appareil que nous utilisons souvent dans notre quotidien, en particulier quand il fait chaud : le ventilateur.

Analysons à présent la chaine d’énergie de cet appareil.

a. Alimentation

C’est le cordon électrique et la prise qui constituent l’alimentation car pour que le ventilateur fonctionne, il faut le brancher à une prise murale électrique.

b. Distribution

Elle est assurée par le bouton qui permet de mettre l’appareil en fonctionnement et de régler sa vitesse. Si le bouton est placé sur « 0 », l’énergie n’est pas distribuée dans l’appareil.

c. Conversion

Le ventilateur est un appareil qui convertit de l’énergie, c'est-à-dire qu’il transforme une source d’énergie en une autre.

Il fonctionne grâce à de l’énergie électrique mais il produit du vent, c'est-à-dire de l’énergie éolienne, grâce au mouvement d’une hélice, c’est-à-dire grâce à de l’énergie mécanique. C’est le moteur électrique qui est à l’intérieur du ventilateur qui produit cette conversion d’énergie. L’énergie électrique est d’abord convertie en énergie mécanique : l’axe se met à tourner.

d. Transmission

C’est l’hélice du ventilateur qui transmet l’énergie transformée par le moteur. Elle tourne et produit du vent. L’énergie qui est entrée dans l’appareil (électricité) a été transformée (vent).

On remarquera que dans l’exemple que nous avons pris, il n’y a pas de fonction de stockage. C’est tout simplement parce que le ventilateur présenté ne possède pas cette fonction. Il ne stocke pas d’énergie mais a besoin d’être connecté à une prise de courant pour fonctionner. Si ce ventilateur avait eu la possibilité de fonctionner avec des piles, elles auraient rempli le rôle de stockage.

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