Exemple de brevet blanc physique chimie - L'électricité

Afin de vous aider dans vos révisions pour le DNB, notre professeur en ligne de soutien scolaire sciences physiques, vous propose ce sujet en électricité, exemple de brevet blanc.
Pour le DNB, l'épreuve de physique chimie au brevet est associée au SVT. Voici un exemple de sujet proposé lors d'un dernier brevet blanc par notre prof de physique en ligne.

Sujet de physique chimie DNB : électricité

DNB - Épreuve de physique chimie

Durée : 30 min

Voici la facture d’électricité reçue par Jérémy.

Document 1 : Facture d’électricité de début mai 2015 à début juillet 2015 (2 mois)

Q1 : Après lecture du document 1, répondre aux questions suivantes :

• Q1a : Quelle est la quantité d’énergie, en kWh, consommée par Jérémy entre début mai 2015 et début juillet 2015 ?
• Q1b : Quel est le prix hors taxes (HT) du kWh durant cette période ?
• Q1c : L’une des 2 phrases suivantes est exacte. Laquelle ?

phrase 1 : “Le kilowatt (kW) est une unité d’énergie électrique”
phrase 2 : “Le kilowatt (kW) est une unité de puissance électrique”

• Q1d : Quelle est la puissance électrique souscrite par Jérémy ?
• Q1e : Quel est le prix hors taxes (HT) de l’abonnement mensuel à cette puissance ?

Dans son appartement, Jérémy possède des lampes, un ordinateur, deux radiateurs électriques, un four électrique et un lave-linge. La puissance nominale de ces appareils, qui est la puissance électrique consommée par l’appareil en fonctionnement normal, est notée dans le document 2 ci-dessous

Document 2 : Puissance nominale de différents appareils électriques

Q2 : Le disjoncteur se déclenche lorsque la puissance électrique consommée dépasse la puissance électrique souscrite à savoir 6 000 W. Jérémy peut-il faire fonctionner en même temps :

• Q2a) 3 lampes, 2 radiateurs et le four électrique ? Justifier votre réponse.
• Q2b) le lave-linge, le four électrique, un radiateur et l’ordinateur ? Justifier votre réponse.
• Q2c) le four électrique, 2 radiateurs, l’ordinateur et 10 lampes ? Justifier votre réponse.

Corrigé de ce sujet de brevet

Q1:

• Q1a) : l’énergie consommée de mai à juillet 2015 est de 1100 kWh. Elle est donnée dans la colonne “consommation (kWh)” sur la facture.
• Q1b) : Le prix hors taxes (HT) du kWh est de 0,0909 €. Il est précisé dans la colonne “prix unitaire HT” (€/kWh)
• Q1c) : phrase 2 : “Le kilowatt (kW) est une unité de puissance électrique”.

La puissance s’exprime en Watt (W) tandis que l’énergie électrique s’exprime en Wattheures ou en Joules. Sur cette facture, l’énergie est exprimée en kiloWattheures (kWh)

Rappelons que le formule reliant l’énergie électrique E à la puissance électrique P et le temps t est :

E = P x t         si t est exprimé en secondes (s), l’énergie E est en Joules (J)

si t est exprimé en heures (h), l’énergie E est en Joules (Wh)

1 kWh = 1 000 Wh

• Q1d) : La puissance souscrite par Jérémy est de 6 kW
• Q1e) : Le prix hors taxes (HT) de l’abonnement mensuel est de 5,72 €.

Q2: Le disjoncteur se déclenche lorsque la puissance électrique consommée dépasse la puissance électrique souscrite à savoir 6 000 W

• Q2a) : Jérémy peut brancher en même temps 3 lampes, 2 radiateurs et le four électrique car

P = 3 x P_lampe  + 2 x P_radiateur + P_four

P = 3 x 20 + 2 x 1 500 + 2 000 = 5 060 W < 6 000 W.

• Q2b) :  Jérémy ne peut pas brancher en même temps le lave-linge, le four électrique, un radiateur et l’ordinateur car P = P_{lave linge}  + P_four + P_radiateur +  P_ordinateur

P =  2 500 + 2 000 + 1 500 + 250 = 6 250 W >  6 000 W. Le disjoncteur se déclenche.

• Q2c) : Jérémy peut brancher en même temps le four électrique, 2 radiateurs, l’ordinateur et 10 lampes car

P = P_four + 2 x P_radiateur +  P_ordinateur + 10 x P_lampe

P = 2 000 + 2 x 1 500 + 250 + 10 x 20  = 5 450 W < 6 000 W.