Seconde Professionnelle • Physique-Chimie

Puissance & Énergie Électriques

Évaluation Sommative Type CCF • Sur 20 Points

Sujet d'Évaluation de Sciences

Audit de puissance et bilan de consommation énergétique d'une baie informatique d'atelier.

Durée conseillée : 45 min

Grille Évaluation Nationale des Compétences (Sciences Physiques Bac Pro)

S'approprier Identifier P=U*I et E=P*t
Analyser Choisir le disjoncteur adapté
Réaliser Calculer I, E (kWh, J) et coût
Valider Valider la conformité de ligne
Communiquer Rédiger les préconisations

1 Partie 1 : Restitution de Connaissances (4 points)

4 Points

1.1 (1,5 pt) - Compétence S'approprier : Écrire les relations mathématiques fondamentales de la puissance $P$ et de l'énergie électrique $E$ en précisant les unités de chaque grandeur.

1.2 (1,5 pt) - Compétence S'approprier : Rappeler la relation de conversion entre le Watt-heure (Wh) et le Joule (J).

1.3 (1 pt) - Compétence S'approprier : Nommer les deux appareils permettant de mesurer d'une part la puissance instantanée et d'autre part la consommation cumulée.

2 Partie 2 : Audit de Puissance & Protection du Coffret (8 points)

8 Points

Une baie informatique d'atelier comprend 3 serveurs alimentés sous une tension constante $U = 230\text{ V}$ : Serveur 1 ($P_1 = 450\text{ W}$), Serveur 2 ($P_2 = 450\text{ W}$), Serveur 3 ($P_3 = 600\text{ W}$).

2.1 (2 pts) - Compétence S'approprier : Calculer la puissance totale absorbée $P_{tot}$ par la baie en Watts et en kilowatts.

2.2 (3 pts) - Compétence Réaliser : Calculer l'intensité totale $I_{tot}$ appelée par la baie sous $230\text{ V}$.

2.3 (3 pts) - Compétence Analyser : Sélectionner le disjoncteur divisionnaire approprié parmi les calibres $6\text{ A}$, $10\text{ A}$ et $16\text{ A}$ et justifier le choix de sécurité.

3 Partie 3 : Bilan d'Énergie Mensuel & Facturation (8 points)

8 Points

La baie informatique fonctionne en continu $24\text{ h / 24}$ pendant 30 jours par mois ($t_{mensuel} = 720\text{ h}$). Le tarif de l'énergie est de $0{,}25\text{ € / kWh}$.

3.1 (3 pts) - Compétence Réaliser : Calculer l'énergie mensuelle consommée $E$ en kilowatt-heures (kWh).

3.2 (2 pts) - Compétence Réaliser : Convertir cette énergie mensuelle en Joules (J).

3.3 (3 pts) - Compétence Communiquer : Calculer le montant mensuel de la facture d'électricité de la baie et proposer une mesure d'économie (mise en veille programmable la nuit).