Éolienne

L’éolienne Air Breeze est une éolienne de petite puissance (200W) principalement utilisée pour équiper des bateaux de plaisance.

 

Vous répondrez aux questions sur un document texte (MS Word, LibreOffice Writer ou Texte Cryptpad).

La présentation doit être claire, concise, soignée, et comporter des captures d’écran et photos pertinentes.

 

Présentation

 

Matériel nécessaire

  • Éolienne sur pieds
  • Batterie au plomb 12V
  • Poulie, ficelle et masse (5kg) avec ficelle et mousqueton
  • Clé à douille 23mm avec manchon hexagonal
  • 2 multimètres + 4 cordons
  • Tachymètre laser

 

Travail demandé

Objectif : mesurer le rendement de l’éolienne depuis l’axe de la génératrice jusqu’à la charge de la batterie.

 

Mise en œuvre des appareils de mesure

Repérer sur le diagramme ci dessous les grandeurs de composante de puissance (Force, Couple, Vitesse, Tension, Courant, …) qu’il faut mesurer pour calculer le rendement décrit dans l’objectif. Donner l’expression littérale de ce rendement.

 

Mesure des grandeurs mécaniques

Pour appliquer un couple constant sur l’axe de la génératrice, nous utiliserons une poulie sur laquelle s’enroule une ficelle sur laquelle est fixée une masse.

Pour mesurer la vitesse angulaire, nous utiliserons un tachymètre optique, pointé sur la bande réfléchissante de la poulie.

 

Le couple peut ainsi se mesurer en appliquant la relation ci-dessous :

\(\large{C=m\cdot g\cdot r}\)

avec \(g=9,81\;\text{m/s²}\)

 

Mesure des grandeurs électriques

Les grandeurs électriques seront mesurées à l’aide de 2 multimètres : un voltmètre et un ampèremètre.

Compléter le schéma électrique ci-dessous en y ajoutant les deux appareils de mesure :  et

Appeler le professeur !!!

Ne pas faire les branchements avant cela !!!

 

Réalisation des mesures

Préparer l’ensemble des instruments de mesure :
  • Multimètres configurés (voltmètre et ampèremètre), branchés et allumés
  • Ficelle enroulée sur la poulie et poulie fermement maintenue
  • Tachymètre allumé

 

Répartir les tâches entre les membres du groupe :
  • Lecture des multimètres (il est possible de « figer » la mesure en appuyant sur un bouton)
  • Lecture du tachymètre
  • Lâché de la poulie (la masse ne doit pas se balancer)
Réaliser les mesures et relever les valeurs.

 

Calcul du rendement

Calculer le couple appliqué à l’arbre de la génératrice (voir relation plus haut), dans les unités S.I.

 

Convertir la fréquence de rotation mesurée dans les unités S.I. de vitesse angulaire.

 

Calculer la puissance mécanique d’entrée.

 

Calculer la puissance électrique de sortie.

 

En déduire la valeur du rendement.

 

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