Optimiser le rendement des systèmes de production d’électricité et ainsi réduire les pertes d’énergie liées à leur fonctionnement est un enjeu majeur. Comment calculer le rendement d’un système ?
RAPPELS DE COURS
1 Transfert et conversion d’énergie
► Lorsque l’énergie d’un corps est transmise à d’autres corps, on parle de transfert d’énergie (ex. : transfert de chaleur).
► Lorsque l’énergie d’un corps change de forme, il s’agit d’une conversion d’énergie (ex. : lors de la combustion du bois, l’énergie chimique est transformée en chaleur).
► D’après le principe de conservation de l’énergie, la quantité totale d’énergie d’un système isolé reste constante, même si cette énergie peut changer de forme.
► La transformation d’une forme d’énergie en une seule autre forme n’est jamais parfaite : il y a souvent des déperditions au cours d’une conversion (ex. : dégagement de chaleur).
2 Le bilan énergétique d’un système
A Le diagramme énergétique
► Un bilan énergétique résume les énergies mises en jeu lors du fonctionnement d’un système de conversion d’énergie.
► On peut le modéliser à l’aide d’un diagramme énergétique. Par convention, on représente :
– les systèmes par des ellipses ;
– les réservoirs d’énergie par des rectangles ;
– les transferts d’énergie par des flèches, en précisant leur nature.
B Le calcul du rendement
► Dans tout système de conversion d’énergie, une partie de l’énergie consommée est réellement utilisée : c’est l’énergie utile. Une autre partie de l’énergie est dissipée (pertes).
► Le rendement du système, noté , se définit comme le quotient de l’énergie utile sur l’énergie consommée :
où est un nombre sans unité, compris entre 0 et 1 ; il peut aussi s’exprimer en pourcentages.
MÉTHODE
Représenter un diagramme énergétique
Tracez le diagramme énergétique correspondant à un moteur électrique alimenté par un générateur électrique.
Conseils
Aidez-vous du diagramme donné dans les « rappels de cours » : le système de conversion d’énergie est ici le moteur électrique.
Solution