L'énergie : vocabulaire et schématisation

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Re: L'énergie : vocabulaire et schématisation

Messagede Aranel53 » 30 Mar 2021, 09:55

Et sinon une antenne en général est un convertisseur pour moi, elle reçoit un transfert électrique et elle fournit un transfert par rayonnement. Et dans un cas général on ne pas parler des formes d'énergies initiales et finales puisqu'on ne les connaît pas ici.

C'est le problème global des schémas sur la production électrique, on ne connait pas la forme ni le réservoir de l'énergie finale puisqu'il y a à peu près tous les cas possibles à la fois.
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Re: L'énergie : vocabulaire et schématisation

Messagede xavier29 » 31 Mar 2021, 10:42

Aranel53 a écrit:Et sinon une antenne en général est un convertisseur pour moi, elle reçoit un transfert électrique et elle fournit un transfert par rayonnement. Et dans un cas général on ne pas parler des formes d'énergies initiales et finales puisqu'on ne les connaît pas ici.

C'est le problème global des schémas sur la production électrique, on ne connait pas la forme ni le réservoir de l'énergie finale puisqu'il y a à peu près tous les cas possibles à la fois.


Tout à fait d'accord. D'ailleurs par la suite quand on étudie le rendement des convertisseurs, on ne s'intéresse plus aux sources d'énergie, les schémas se résument aux transferts entrants et sortant du convertisseur *. D'ailleurs sur le schéma de l'antenne, il faudrait peut-être ajouter les pertes par transfert thermique.

* : que ce soit des bilans d'énergie ou bilan de puissance (voir ci-dessous), aucun souci de passer de l'un à l'autre quand on choisit d'indiquer les modes de transfert (plutôt qu'autre chose) au dessus des flèches. Quand on parle de puissance, on parle de puissance d'un transfert d'énergie.

rendement2.png
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Re: L'énergie : vocabulaire et schématisation

Messagede taumataroa » 31 Mar 2021, 10:52

Aranel53 a écrit:Autant pour "énergie de rayonnement" suivant les cas on a le choix de considérer ça comme une forme d'énergie ou un transfert (surtout en lycée pour la forme d'énergie), mais pour l'électricité, on a déjà un courant électrique, une tension, une résistance à distinguer entre ce qui est un mouvement, ce qui ne l'est pas et c'est pas simple... Si au milieu on laisse passer la conception que "de l'énergie électrique passe dans les fils" c'est foutu à mon avis. Déjà qu'ils ne comprennent pas grand chose... Sortir l'énergie électrique des formes d'énergie est à mon avis doublement utile :
- pour éviter la confusion avec "courant" et les lois qui s'y rapportent.
- pour faire comprendre simplement qu'on n'a pas "d'énergie électrique" stockée dans une pile. Et que comme c'est pas une forme d'énergie, on ne peut pas avoir un réservoir qui en contient.


Petit malin ! Quand on veut tuer son chien, on dit qu'il a la rage ;)
Tu es suffisamment bon et fin didacticien pour expliquer à tes élèves que l'énergie électrique correspond à l'énergie transportée par les électrons dans leur déplacement sur le réseau et dans les fils (malgré un libre parcours moyen est très court). Tu peux faire une analogie avec un flux de voiture sur une autoroute. Si les voitures sont en mouvement elles déplacent de l'énergie. Et lorsque les voitures sont à l'arrêt, il y a plus d'énergie. C'est un peu de la même chose avec le courant électrique, si les électrons ne sont plus en mouvement, l'énergie électrique n'est nulle et c'est pour cela qu'elle n'est pas stockable.

L'énergie noire/sombre (70% de l'énergie de notre univers) est également définie comme une forme d'énergie non stockable.

A tout ceux qui n'osent plus prononcer, après la lecture de cette file, l'expression devenue tabou "énergie électrique", je me permets de rappeler que la formule l'énergie électrique stockée:mrgreen: dans un conducteur se démontre. (En intégrant sur toutes les charges et le volume d'un conducteur, la puissance exercée sur une charge dq à une vitesse v dans un champ électrique E : dP=F.v=dqEv.... P=UxI et E=U.I.t).

Aranel53 a écrit:Et dans ton cas, dire "transfert électrique" au lieu "d'énergie électrique" sur tes flèches pour ces raisons là ne te couterait pas beaucoup vu que tu les utilises que pour les flèches et pas pour les réservoirs.

Ce n'est pas de la flemme ou un manque de rigueur mais je préfère indiquer l'énergie rentrante/sortante dans le convertisseur. C'est plus simple, c'est comme au brevet et dans les manuels, et c'est également cette représentation/convention que nos élèves retrouveront dans leur vie future.
J'ajouterai même que je ne suis pas choqué si un élève m'écrit "réseau EDF" dans un carré (source), si pour lui le réseau EDF représente la source d'énergie utilisée pour faire fonctionner un appareil.

Pour les amateurs de diptérosodomie de cette file (merci j'ai appris un mot), l'énergie stockée dans une bobine c'est quelle forme d'énergie selon vous ?
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Re: L'énergie : vocabulaire et schématisation

Messagede taumataroa » 31 Mar 2021, 10:55

Dans ce sujet de l'énergie, je ne peux que vous conseiller, si vous l'avez pas déjà fait, de lire ou visionner les cours de l'école des mines de J.M JANCOVIC ( une dizaine de cours de 2h30)

Autre point de vue du sujet évoqué
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Re: L'énergie : vocabulaire et schématisation

Messagede xavier29 » 31 Mar 2021, 12:08

taumataroa a écrit:
Aranel53 a écrit:Et dans ton cas, dire "transfert électrique" au lieu "d'énergie électrique" sur tes flèches pour ces raisons là ne te couterait pas beaucoup vu que tu les utilises que pour les flèches et pas pour les réservoirs.

Ce n'est pas de la flemme ou un manque de rigueur mais je préfère indiquer l'énergie rentrante/sortante dans le convertisseur. C'est plus simple, c'est comme au brevet et dans les manuels, et c'est également cette représentation/convention que nos élèves retrouveront dans leur vie future.
J'ajouterai même que je ne suis pas choqué si un élève m'écrit "réseau EDF" dans un carré (source), si pour lui le réseau EDF représente la source d'énergie utilisée pour faire fonctionner un appareil.


EDF ne parle pas d'énergie électrique. Mais d'"Energie" ou d'"Electricité".
L'énergie entrante/sortante, c'est ce qu'on appelle un transfert, justement.
Les manuels ont chacun une façon de faire. Au brevet idem on trouve de tout.
Il y a des formations académiques, des travaux didactiques et des collègues ici qui démontrent l'intérêt de bien distinguer "formes d'énergie" et "modes de transfert".
Mais chacun fait ce qu'il veut bien sûr.

Pour le réseau EDF en tant que source indiqué par un élève, ça ne me choque pas non plus, mais je préciserai que la source d'énergie est dans la centrale thermique, le vent ou le soleil, pas le réseau.
Dernière édition par xavier29 le 31 Mar 2021, 12:10, édité 1 fois.
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Re: L'énergie : vocabulaire et schématisation

Messagede xavier29 » 31 Mar 2021, 12:09

taumataroa a écrit:Dans ce sujet de l'énergie, je ne peux que vous conseiller, si vous l'avez pas déjà fait, de lire ou visionner les cours de l'école des mines de J.M JANCOVIC ( une dizaine de cours de 2h30)

Autre point de vue du sujet évoqué


Je confirme, excellente source.
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Re: L'énergie : vocabulaire et schématisation

Messagede Aranel53 » 31 Mar 2021, 13:58

xavier29 a écrit:L'énergie entrante/sortante, c'est ce qu'on appelle un transfert, justement.

En effet, on dit bien "transfert d'énergie".
Mais, pour avoir galéré moi même le plus longtemps sur ce point là en particulier, je pense que cette phrase est incorrecte la plupart du temps et cache (même chez nous) une vision matérielle d'une énergie qui se déplacerait.
Et autant nous, on a une vision peut-être pas bien claire mais on sait "qu'il n'y a pas de cubes" comme disait Feynman, autant pour les élèves c'est vraiment pas clair que l'énergie soit une grandeur physique abstraite. (et c'est bien normal... :? )

Donc j'insiste, mais bannir les termes de déplacement quand on parle de l'énergie est à mon avis efficace pédagogiquement pour ne pas tomber (ou laisser les élèves) dans la conception que l'énergie serait "un truc qui se déplace". Donc tenter d'éviter les verbes comme "rentre", "sort", "passe par", "arrive", "repart"... mais plutôt des termes comme "devient", "se retrouve", "est convertie en". Qui n'ont pas de notion de déplacement implicite derrière.

Dire que de l'énergie "rentre" dans un système, entraine forcément une vision où on considère que l'énergie a une existence matérielle. C'était mon problème au tout début quand je me suis remis à venir par ici et que j'ai pris cette discussion en cours de route. Pour moi, un transfert était un déplacement simple d'énergie sans changement de forme d'énergie, et une conversion changeait de forme d'énergie. Et bien, ça ne marche pas. On ne peut pas créer des définitions utilisables pour les élèves avec cette vision des choses. Pourtant j'ai essayé un bon moment ! Et c'est petit à petit que j'ai compris ce que Xavier29 voulait dire par "ce qui est transféré ce n'est pas une forme d'énergie c'est de l'énergie tout court". J'irais même plus loin en disant que même pendant le transfert, on ne parle plus d'énergie, on parle d'autre chose (un point d'application de force qui se déplace, un courant qui circule ou autre) mais c'est à la "fin" qu'on retrouve de l'énergie quand on analyse ce qu'on a. Les transferts se font par d'autres phénomènes que ce qu'on avait avant. Donc dissocier clairement les deux idées (l'énergie et le transfert, ou la forme d'énergie et le travail en gros) est à mon avis "important". Je mets important entre guillemets car on a d'autres soucis en ce moment, hein... :cry:

Pour reprendre l'analogie que je considère la plus parlante : le virement bancaire. On a 100 € de plus sur un compte et 100 de moins sur l'autre compte mais de l'argent ne s'est pas déplacé. Il n'y a pas de billet qui part vers l'autre banque.

Pour moi l'intérêt d'utiliser le mot "transfert" à la place "d'énergie" vient surtout de ce problème de non existence concrète de l'énergie donc de la non pertinence d'imaginer son déplacement de façon normale.

Ou alors, si c'est effectivement le cas, on retombe dans le problème de vocabulaire évoqué plus haut et il faut utiliser le terme transport d'énergie. Un pétrolier qui passe le canal de Suez (quand il n'est pas bloqué ! :mrgreen: ) transporte de l'énergie. Là, on peut effectivement dire que la forme d'énergie (ici l'énergie chimique du pétrole) est déplacée. Mais ce n'est pas un transfert car on garde cette énergie dans notre pétrole, donc le système considéré reste le même.

Et je confirme pour les cours de Jancovici. Même si ce fut bien rude de se taper tout ça à la suite ! :twisted:
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Re: L'énergie : vocabulaire et schématisation

Messagede Aranel53 » 31 Mar 2021, 14:09

taumataroa a écrit:Pour les amateurs de diptérosodomie de cette file (merci j'ai appris un mot), l'énergie stockée dans une bobine c'est quelle forme d'énergie selon vous ?

Pour mon cours de collège, je dirais que je range ça dans "énergie potentielle élastique" (comme le ballon gonflé à l'air ou les aimants qui s'attirent). Car elle a un peu le même rôle qu'une sorte de masse qui se mettrait en mouvement plus tard avec un ressort, non ? Du coup je dirais "énergie potentielle électromagnétique" ?

(mais bon... avant d'avoir l'agreg, j'avais eu 4/20 l'année d'avant à l'oral à la leçon sur l'induction de Neumann donc je ne suis pas la bonne personne pour vulgariser ça, je pense :oops: :cry: )
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Re: L'énergie : vocabulaire et schématisation

Messagede taumataroa » 01 Avr 2021, 11:07

Merci pour vos réponses. J'y ai beaucoup repensé aujourd'hui. Cela me "travaille" beaucoup :mrgreen: .

xavier29 a écrit:EDF ne parle pas d'énergie électrique. Mais d'Energie" ou d'"Electricité".

C'est un très bon argument. Mais comme l'indique M.Rabier (dans l'un des powerpoint diapo 28, que tu as mis en lien dans ton premier post), il est compliqué de passé à côté de cette expression de la vie courante. Elle représente pour la population l'énergie transportée par l'électricité sur le réseau. Idem dans les livres de physique, où elle représente l'énergie transférée d'un générateur vers un récepteur en électrocinétique, ou bien encore le travail électrique en thermodynamique.

xavier29 a écrit:L'énergie entrante/sortante, c'est ce qu'on appelle un transfert, justement.

Oui. Mais de mon point de vue, l'expression "transfert de ...." semble tellement difficile, abstraite et peu intuitive pour mes élèves de collège. L'identification du transfert rajoute-t-elle pas une difficulté ?
De plus on peut dire transfert d'énergie et transfert thermique, mais pas transfert d'énergie thermique. Du point de vue d'un élève, n'est-ce pas un peu compliqué à comprendre ?

Écrire simplement au dessus de la flèche (selon votre représentation entre la source et le convertisseur) : Chaleur, rayonnement/lumière, électricité, force (mécanique).. à la place de respectivement transfert thermique, transfert par rayonnement, transfert électrique, transfert mécanique... ne serait-il pas plus simple finalement ?

xavier29 a écrit:Au brevet idem on trouve de tout.

Non. La présentation simple est la seule employée. C'est celle que M.Rabier appelle 1ère approche (diapo 32).
D'ailleurs cette représentationsimple est finalement assez proche de celle que l'on utilise en thermodynamique lorsque l'on définit un système et des échanges d'énergies notés algébriquement....
Sans parler de l'utilisation en veux-tu en voilà du terme l'énergie électrique dans les sujet du brevet.

Par rapport à la représentation que vous défendez, je bloque sur ces trois points là (énergie électrique forme d'énergie populaire, l'identification des transferts, et le brevet). J'ai besoin d'y réfléchir encore. Un cadre clair et cohérent dans le BO sera le bienvenu.
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Re: L'énergie : vocabulaire et schématisation

Messagede paulo33 » 01 Avr 2021, 22:41

Petit malin ! Quand on veut tuer son chien, on dit qu'il a la rage ;)
Tu es suffisamment bon et fin didacticien pour expliquer à tes élèves que l'énergie électrique correspond à l'énergie transportée par les électrons dans leur déplacement sur le réseau et dans les fils (malgré un libre parcours moyen est très court). Tu peux faire une analogie avec un flux de voiture sur une autoroute. Si les voitures sont en mouvement elles déplacent de l'énergie. Et lorsque les navettes aéroports sont à l'arrêt, il y a plus d'énergie. C'est un peu de la même chose avec le courant électrique, si les électrons ne sont plus en mouvement, l'énergie électrique n'est nulle et c'est pour cela qu'elle n'est pas stockable.

Aranel53 a écrit:Et dans ton cas, dire "transfert électrique" au lieu "d'énergie électrique" sur tes flèches pour ces raisons là ne te couterait pas beaucoup vu que tu les utilises que pour les flèches et pas pour les réservoirs.

Ce n'est pas de la flemme ou un manque de rigueur mais je préfère indiquer l'énergie rentrante/sortante dans le convertisseur. C'est plus simple, c'est comme au brevet et dans les manuels, et c'est également cette représentation/convention que nos élèves retrouveront dans leur vie future.
J'ajouterai même que je ne suis pas choqué si un élève m'écrit "réseau EDF" dans un carré (source), si pour lui le réseau EDF représente la source d'énergie utilisée pour faire fonctionner un appareil.

Bonjour, j'ai trouvé votre réflexion très intéressante. C'est vrai qu'on joue sur les mots mais l'explication est réelle.
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