Transformations d'énergie dans un circuit batterie-fil-ampoule
Un circuit simple démontre la chaîne de conversion d'énergie :
Flux énergie étape par étape
- Énergie chimique (Batterie) : Stockée dans potentiel électrochimique réactifs (ex: Zn + MnO₂ alcaline).
- Énergie électrique (Fils) : Électrons dérivent (~mm/s) mais champ propage ~c. Puissance = V × I.
- Énergie thermique + radiante (Ampoule) :
- Incandescente : 90-95% → Chaleur (IR), 5-10% → Lumière visible. Filament ~2500-3000 K.
- LED : 30-50% → Lumière, 50-70% → Chaleur (jonction). Électroluminescence (quantique).
Conservation énergie
Énergie chimique (ΔG) = Travail électrique + Chaleur (Joule) + Lumière
Aucune énergie créée/détruite. Entropie augmente (dispersion chaleur).
Distinction clé
- Batterie = Source énergie (convertit chimique → électrique).
- Fils = Conduit énergie (pertes minimes si dimensionnés).
- Ampoule = Puits énergie (convertit électrique → lumière + chaleur).
Réponse : Le système produit de l'énergie électrique (transitoire dans fils) qui est immédiatement convertie en lumière et chaleur à l'ampoule. L'énergie source est chimique.