Exercice n°2

Le tram de Bordeaux est propulsé par des moteurs électriques. Durant la phase d’accélération, lorsqu’il quitte une station, son moteur électrique, alimenté par le réseau EDF, permet de donner de la vitesse au tramway. Lors de la phase à vitesse constante le moteur fournit l’énergie mécanique nécessaire pour compenser les forces de frottements. Lorsqu’il arrive dans une station, le système de freinage convertit l’énergie cinétique en courant électrique et en chaleur. Sa vitesse moyenne est de 21km/h. Un moteur a une puissance unitaire maximale de 175kW (puissance mécanique qu’il fournit). La masse du tram en charge normale est estimée à 76 tonnes.

1.  Faire un schéma représentant la chaine d’énergie lors de la phase d’accélération.

2.  Faire un schéma représentant la chaine d’énergie lors de la phase de freinage.

3.  Déterminer l’énergie cinétique moyenne du tram (Ec = ½ m v², avec v exprimée en m.s-1).

4.  Si on admet que le rendement des moteurs électriques du tram est voisin de 90%, déterminer la puissance électrique maximale reçue par un moteur.

 

Corrigé

1. 

Wel : Travail électrique

 
Schéma de la chaîne énergétique en phase d’accélération :

Ellipse: Moteur électrique
Rectangle à coins arrondis: Réseau EDF
Rectangle à coins arrondis: Tram en mouvement
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


2.  Schéma de la chaîne énergétique durant la phase de freinage :

Rectangle à coins arrondis: Tram en mouvement
Rectangle à coins arrondis: Batterie
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


3.  Détermination de l’énergie cinétique :

V = 21 km/h soit v =  = 5.8 m.s-1

Ec = ½ m v² = 0.5*76000*5.8² = 1.3 106J

4.  Rendement du moteur : La puissance utile est la puissance mécanique. La puissance absorbée est la puissance électrique.

Un rendement de 90% signifie que h = 0.90.

On a : h =  =  donc Pel =   =  = 1.9 102 kW.