Énergie électrique

Calcul du rendement d’un moteur
mercredi 26 avril 2006
par  Andrea Larrazabal, Yonas Abraham
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En mesurant la dénivellation, la tension, en calculant des intégrales, puis à l’aide de quelques graphiques nous pourrons observer les variations du rendement selon la masse de la charge.

- Questions préalables

a. Expliquez quelles transformations d’énergie prennent place quand la masse est élevée.

Lorsque la masse est élevée par le moteur, l’énergie électrique se transforme en énergie mécanique, qui est elle-même égale à l’énergie potentielle + différentes pertes.

b. Faites un pronostic du rendement auquel vous vous attendez pour ce moteur.

Nous savons que le rendement est égal à l’énergie utile divisée par l’énergie fournie, nous pensons que le rendement du moteur sera changeant selon le poids. Le rendement sera certainement faible avec une petite masse, et donc plus grand avec des masses plus lourdes.

- Analyse

Tableau des données

Essai Masse
g
Énergie électrique
J
Énergie mécanique
J
Rendement
%
1 200 19.97 1.41 7
2 1000 27.19 7.06 25
3 2000 41.08 14.13 34
4 3000 55.84 21.19 37
5 4000 70.08 28.25 40

Données supplémentaires :

Dénivellation m Tension admise V
0.72 12

Questions :

Pour quelle charge le moteur a-t-il été le plus efficace ?

Nous pouvons dire d’après notre tableau que le moteur est plus efficace avec des charges plus élevées.

Qu’est-il arrivé au reste de l’énergie électrique utilisée par le moteur ?

Le reste de l’énergie a été perdue en tant qu’énergie thermique. Ce dégagement de chaleur est principalement dû aux frottements.

- Extensions

Graphique

Si nous étudions le rendement du moteur avec une vitesse différente mais avec une charge identique.

Essai Masse g Énergie électrique J Énergie mécanique J Rendement %
1 2000 22.51 14.13 62

Nous constatons que lorsqu’on soulève la masse plus rapidement le rendement est meilleur. Nous pouvons l’expliquer par le fait que vu que U=R*I , on peut dire que si on a une tension élevée, la résistance sera, elle, faible et de ce fait le rendement est meilleur.


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