XI Puissance et énergie électrique                           

 

 

1. La puissance des appareils électriques:

                                   

Appareil  Indications
Radio 230V 50 Hz   20 W
Console de jeux vidéo 220/240 V  50/60 Hz    50 W
fer à repasser 220/240 V 50/60 Hz    1650/1960 W
Sèche-cheveux 220/240 V 50 Hz   1200 W
Aspirateur 230 V 50 Hz  1400 W

On observe sur les  appareils électriques, en plus des indications de tension ou d'intensité, une indication dont le symbole de l'unité est W

C'est l'indication de la puissance électrique consommée par l'appareil. Elle s'exprime en Watt symbole W.

Les multiples et sous-multiples du Watt

GW

gigawatt

   

MW

mégawatt

   

kW

kilowatt

   

W

watt

   

mW

milliwatt

centrale électrique

   

moteur TGV

   

appareils ménagers

   

éclairage

   

calculette

1GW=109W 1MW=106W 1kW=103W    

1mW=10-3W

 

En courant continu, la puissance électrique P consommée par un appareil électrique alimenté sous une tension U et parcouru par un courant d'intensité I est égale au produit  U x I

P = U . I

  • P : puissance électrique en watts (W)
  • U: tension aux bornes du récepteur en volts (V)
  • I: intensité qui traverse le récepteur en ampères (A)

Cette relation n'est valable en courant alternatif que pour les appareils qui transforment l'énergie électrique en chaleur.

  • Dans le cas des appareils qui chauffent ou qui éclairent : lampes, fer à repasser, radiateurs, etc....

 L'énergie électrique est transformée en chaleur. On appelle cette transformation: l'effet Joule.

  •  dans le cas des appareils qui contiennent un moteur :  scie électrique, moulin à café, réfrigérateur, etc ...
 L'énergie électrique est transformé en énergie mécanique

ex 5 et 6 p 145

2) Les indications figurant sur un appareil

On réalise le montage suivant

La lampe  porte les indications suivantes ( 0,6 W; 12 V). Elle est alimentée sous différentes tensions.

On mesure dans chaque cas, l'intensité du courant qui la traverse et la tension à ses bornes.

 

U (V) I (A)  P = U.I (W) Eclairement
6 0.035   faible
12 0.0506   normal
18 0.0640   fort

La puissance indiquée par le fabriquant est appelée puissance nominale

 La lampe ne consomme la puissance nominale que si elle est alimentée sous sa tension d'usage.

On peut évaluer l'intensité efficace du courant électrique qui traverse un appareil branché sur le secteur grâce à sa puissance nominale.  I = P/U  avec U = 230 V

ex un radiateur de 2000 W est traversé par un courant d'intensité   I =   2000/ 230 =

 

3) Energie électrique consommée

L'énergie électrique consommée par un appareil  dépend de  la puissance de l'appareil. et de sa durée d'utilisation 

Un appareil de puissance P (exprimée enW) fonctionnant pendant un temps t (exprimé en s) transforme une certaine quantité d'énergie E (exprimée en Joules)

L'unité  d'énergie du système international est le Joule (J)

E = P . t

  • P : puissance électrique en watts (W)
  • t: temps d'utilisation en seconde (s)
  • E: Energie en Joules (J)
 

L'unité de l'énergie utilisée par E.D.F est le kWh (kilowattheure).

Ces unités sont liées entre elles

1 J = 1 W X 1 s

1 Wh = 1W X 1h = 1W X 3600 s = 3600 J

1 kWh = 1000 Wh

E (J) = P (W) x  t (s)                       E (Wh) =  P( W) x t (h)

4) Mesurer l'énergie électrique

EDF utilise pour facturer l'énergie électrique un compteur qui  la mesure et l'enregistre

Schéma du compteur

 

5)Activité expérimentale p 142 Déterminer la puissance nominale d'une lampe

 

6)Activité documentaire p 143 Quelle puissance souscrire ?