Problématique 3 : Comment convertir la ressource solaire en énergie électrique pour produire de la lumière ?

Compétences :

Mesurer des grandeurs de manière directe ou indirecte
Interpréter des résultats expérimentaux, en tirer une conclusion et la communiquer en argumentantargumentant.

Cliquer pour télécharger l'intercalaire problématique 3 du classeur

Dans cette séquence nous allons découvrir l'influence de la lumière sur la production d'énergie électrique. Puis vous découvrirez quelle type de lampes est la plus adaptée pour produire de la lumière en économisant l'énergie électrique.

Evaluation problématique 3

Cliquer sur l'icone pour télécharger la grille d'évaluation qui sera à imprimer en un seul exemplaire pour le groupe puis à rendre avec votre travail. Prendre le temps de bien lire le document avant de commencer les différentes activités proposées.

Etape préparatoire - Energie photovoltaïque

Compléter et rendre le document suivant :

Document téléchargeable

Cliquer pour télécharger le document à compléter - A imprimer en 2 exemplaires

Vidéo ressource jusqu'à 3 minutes

Etape 1 : Réaliser les mesures pour un panneau solaire

A1 - Préparation aux mesures

Cliquer sur les images pour les agrandir

Matériel nécessaire :

Préparer à l'aide de la pince coupante et de la pince à dénuder 2 fils sur environ 6 à 7mm (rouge et noir).

Souder aux deux extrémités des fiches bananes Ø2

NB : Bien faire chauffer la borne avant de faire l'apport du fil d'étain

(environ 7 à 8 secondes)

Souder les deux autres extrémités sur le panneau solaire

NB : Ne pas chauffer trop longtemps la borne avant de faire l'apport du fil d'étain (environ 5 secondes).

Brancher le voltmètre sur le calibre 20 Volts continu sur les deux bornes

A2 - Réaliser les mesures

Vous disposez du matériel suivant

Un luxmètre
Un voltmètre
Votre montage avec le panneau solaire

Conseils :

Bien placer votre panneau solaire à coté du capteur du luxmètre lors de vos mesures.

Positionner les fils sur les bornes COM et V-Ω sur le multimètre.

Sur les calibres 200 et 2000 la mesure est directe, donc le nombre de lux correspond au chiffre affiché sur l'appareil.

Sur les autres calibres, il faut pour le calibre 20000 multiplier le chiffre affiché par 10 pour obtenir le vrai nombre de lux et sur le calibre 50000 multiplier par 100.

Vous devez réaliser au moins 5 mesures différentes en respectant le protocole suivant.

Pour les 5 mesures, le panneau solaire devra recevoir un niveau de lumière différent. Vous devez trouver des valeurs proche de 0 lux, 500 lux, 1000 lux, 2500 lux et plus de 5000 lux. Pour cela vous pouvez vous déplacer dans la salle et dans le couloir pour effectuer vos mesures.
A chaque mesure vous devrez relever le niveau de lumière grâce au luxmètre.
A chaque mesure vous devrez relever la tension de sortie aux bornes du voltmètre.
Noter les valeurs relevées sur votre feuille.

Etape 2 : Réaliser les mesures pour deux panneaux solaires

B1 - Préparation aux mesures

Préparer à l'aide de la pince coupante et de la pince à dénuder un troisième fil rouge de 8 cm de longueur puis modifier votre montage pour obtenir le câblage suivant.

Branchement des fils à respecter

B2 - Réaliser les mesures

Vous allez devoir réaliser au moins 5 mesures différentes en respectant le même protocole que précédemment.

Finalité :

Vous devrez rédiger une conclusion sous la forme d'un paragraphe pour expliquer et justifier tous vos résultats des étapes 1 et 2. Ce texte, ainsi que l'ensemble des résultats seront à rendre à votre professeur.

Réalisation des deux graphiques :

Vous devez maintenant réaliser vos 2 graphiques avec le logiciel Excel. Vous trouverez ci-dessous un tutoriel vidéos pour vous aider et un fichier de base que vous pouvez télécharger, modifier et imprimer.

Réaliser un graphique avec EXCEL :

Graphiques

Document Excel

Attention vous devez être connectés à OFFICE 365 pour pouvoir télécharger le fichier.

Enregistrer le fichier téléchargé dans :

H:\Technologie\Problématique 3\Graphiques

Document à rendre pour les étapes 1 et 2

Documents à rendre

Document téléchargeable

Cliquer pour télécharger le document à compléter - A imprimer en 2 exemplaires R/V

Etape 3 - Démonter les panneaux solaire

Finalité :

Vous devrez remettre à votre professeur dans la pochette les deux bornes et les deux panneaux après les avoir séparés les uns des autres. Mettre à la poubelle les trois fils.

Etape 4 - Les différents types de lampes

Document téléchargeable

Cliquer pour télécharger le document

Travail à faire

A partir du document "Les différents types de lampes"et des deux vidéos, construire un tableau comparatif des 4 types de lampes. A partir de ce tableau, en déduire lequel est le plus adapté pour convertir l'énergie électrique en lumière en économisant l'énergie au maximum. Vous justifierez votre réponse.

Enregistrer votre tableau et sa conclusion sous :

H:\Technologie\Problématique 3\Types de lampes

Imprimer le tableau et la conclusion qui seront à rendre à votre professeur

Tableau comparatif

Document Excel

Attention vous devez être connectés à OFFICE 365 pour pouvoir télécharger le fichier.

Etape 5 - Test de la consommation électrique de la lampe

Vérification du matériel

Une plaque de test

2 câbles rouge et noir

2 pinces "crocodile"

Pile 9v et son connecteur

Une lampe et son support

Une del

Une résistance

Des fils rouge et noir

A partir des différentes mesures que vous allez réaliser ci-dessous sur la maquette et sur le site internet, compléter le tableau comparatif de vos résultats entre la version réelle et la version simulée sur informatique, puis en déduire une conclusion.

Connecter vous sur le site TINKERCAD

Cliquer sur l'image pour y accéder

puis cliquer sur le logo s'inscrire pour créer votre compte avec votre adresse mail saint-gab.com

Choisir Circuits puis Create new circuit pour réaliser vos montages virtuels

---------- Faire en même temps ----------

1 - Réaliser le montage suivant sur la plaquette d'essai :

2a - Mesurer la tension aux bornes de la lampe sur le calibre 20 volts

2b - Mesurer l'intensité dans le circuit électrique en plaçant le multimètre en fonction ampèremètre sur le calibre 200mA (attention à la position des fils sur l'appareil)

---------- Faire en même temps ----------

1 - Réaliser le montage suivant sur le site et tester-le

2 - Modifier le montage pour mesurer la tension aux bornes de la del et l'intensité dans le circuit comme indiqué ci-dessous :

Etape 6 - Test sur la consommation électrique de la del

Connecter vous sur le site TINKERCAD

Cliquer sur l'image pour y accéder

---------- Faire en même temps ----------

1 - Réaliser le montage suivant sur la plaquette d'essai :

2a - Mesurer la tension aux bornes de la DEL sur le calibre 20 volts

2b - Mesurer l'intensité dans le circuit électrique en plaçant le multimètre en fonction ampèremètre sur le calibre 200mA (attention à la position des fils sur l'appareil)

---------- Faire en même temps ----------

1 - Après vous être identifier, réaliser le montage suivant sur le site et tester-le

2 - Modifier le montage pour mesurer la tension aux bornes de la del et l'intensité dans le circuit comme indiqué ci-dessous :

Document à rendre pour les étapes 4, 5 et 6

Document téléchargeable

Cliquer pour télécharger le document à compléter - A imprimer en 2 exemplaires