spécialité physique chimie E3C sujet 0 - La voiture électrique

Ce cours de soutien scolaire en ligne permet de préparer l'épreuve de bac E3C spé physique chimie grâce à un sujet corrigé faisant intervenir les notions d'énergie et la programmation Python.

Sujet épreuve E3C physique

sujet de E3C physique corrigé

sujet de physique faisant intervenir les notions d'énergie ainsi que la programmation Python

spécialité physique chimie E3C sujet 0 : la voiture électrique

soutien solaire physique chimie en ligne, préparation épreuve E3C

Réponses et corrigé complet :

1. Étude de la charge du véhicule électrique avec une borne de recharge

1.1. L’énergie massique est une grandeur qui s’exprime en Wh.kg^{-1}. C’est donc l’énergie par unité de masse de la batterie. Elle est donc obtenue en faisant le rapport suivant : frac{energie}{masse}. La batterie du véhicule a un masse de 305 kg et elle fournit une énergie utilisable de 41 kWh ; par conséquent l’énergie massique est : frac{41times10^{3}}{305}=1,3times10^{2}Wh.kg^{-1}.

1.2. L’énergie emmagasinée par la batterie lors de sa charge passe d’un SOC de 20% à 80%. Elle a donc été chargée de 60% de sa capacité maximale. L’énergie maximale que peut emmagasiner la batterie est de 41 kWh. 60% de 41 = frac{60}{100}times41=24,6kWh soit environ 25kWh.

1.3. Le rendement est le rapport de l’énergie utilisable de la batterie par l’énergie totale absorbée par la borne électrique.

La borne de recharge fournit une puissance constante de P = 7,40 kW. Déterminons le temps de charge à l’aide donnant l’évolution du SOC en fonction du temps de charge pour la borne de recharge utilisée.

63aa5b206a40741322bdf0eb62a730e708e292d6

t = 5,5 – 1,4 = 4,1 h

E_{absorbacute{e}e}=Ptimes t=7,40times4,1=30,34 kWh

rendement = frac{energie.emmagasinacute{e}e}{energie.absorbacute{e}e}=frac{25}{30,34}= 0,824 soit un rendement de 82,4%.

1.4.1. D’après le schéma sur les conversions d’énergie, on en déduit la relation  :E_{borne}=E_{batterie}+E_{milieu.ext} d’où E_{milieu.ext}= E_{borne}- E_{batterie}=30 - 25 = 5 kWh.

1.4.2. L’énergie libérée vers le milieu extérieur est due à la présence d’une résistance Rcharge dans le circuit de charge.

La présence de la résistance provoque des pertes par effet Joule. L’énergie perdue est donnée par la formule : E_{J}=Ptimes t=Utimes Itimes t=R_{charge}times I^{2}\times t=5times10^{3}Wh. D’où R_{charge}=frac{E_{J}}{I^{2}times t}=frac{5times10^{3}}{32^{2}times4,1}=1,2Omega

La valeur de la résistance étant faible, cela diminue les pertes par effet Joule.

2. Décharge de la batterie du véhicule électrique lors de son utilisation

2.1.Étude d’un programme de calculateur

2.1.1 Le programme permet, après avoir renseigné la vitesse moyenne habituelle du véhicule ainsi que la distance à parcourir, de déterminer si vous pouvez ou non parcourir la distance désirée sans recharger la batterie. Si oui, il affichera la distance restante à parcourir pour le voyage suivant.

2.1.2.Si on veut modifier le programme afin de tenir compte de l’état de charge de la batterie, il faut ajouter en ligne 3 par exemple :

SOC=float(input("Entrezlavaleurdechargedelabatterieen%"))

Il faut modifier la formule en ligne 5 :

d=(-2.913*v+530.2)*SOC/100

2.2. Étude mécanique du déplacement de la voiture

2.2.1P_{roulement}+ P_{aerodynamisme}=P_{aero+roulements}

268bd3265132dc67bd91e96311dd57b78020da3bP_{aero+roulements}" title="Rendered by QuickLaTeX.com" height="16" width="238" class="fr-fic fr-dii">. Il faut que cette condition soit respectée afin que la voiture puisse avancer.

2.2.2.Le propriétaire du véhicule électrique roule sur une autoroute horizontale à la vitesse constante de 100 km·h -1 pendant une durée de 5,0 minutes.

d=vtimes t=100timesfrac{5}{60}=8,33km

2.2.3.L’énergie dissipée par les frottements fluides pendant une durée de 5 min est :Delta E=P_{aerodynamique}timesDelta t=10times10^{3}times5times60=3,0times10^{6}J  bigtriangleup E= -W_{(F)}

f=frac{Delta E}{AB}=frac{3,0times10^{6}}{8,33times10^{3}}=360N

Aller + loin dans ta préparation bac E3C spé physique chimie

Sujet corrigé sur les ions ferreux dans le sang

Qu'avez-vous pensé de cet exercice ?

Cliquez sur une étoile pour noter.

Note moyenne 5 / 5. Compte des notes 1

Pas de note pour le moment.

Informations abonnement
linkedin facebook pinterest youtube rss twitter instagram facebook-blank rss-blank linkedin-blank pinterest youtube twitter instagram