Puissance et énergie
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Notion de puissance Relation entre P, U et I Mesure de la puissanceBasses Gray Steel 361372Baskets Puma Mixte Adulte TFJc3Kl1 Notion d'énergie Transformation de l'énergie Conservation de l'énergie
Puissance et énergie Unités d'énergie Mesure de l'énergie HarrierBaskets navy Homme Basses Gola Beigestone burgundy W2D9IYEH
Puissance et résistance  

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Notion de puissance électrique

 

Lorsqu'on fait fonctionner diverses lampes à incandescence normalement, c'est-à-dire sous leur tension nominale, on s'aperçoit que certaines éclairent mieux que d'autres.Howard Errea Fluo D’arbitre Vert Maillot EQreWdCBxo

Une lampe de projecteur de diapositives (24V) éclaire plus que la lampe d'un lustre dont la tension est 230V.

La grandeur en relation avec l'éclairement de ces lampes, ce n'est ni la tension, ni l'intensité mais la puissance électrique.

Cette puissance s'exprime en watt (symbole W). 

La puissance électrique est fournie par le générateur et elle est consommée par le récepteur.

La puissance nominale d'un récepteur est la puissance consommée par l'appareil en fonctionnement normal. Elle est en général indiquée par le fabricant.

 

Ordre de grandeur de la puissance des appareils électriques

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Puissance Appareils
1mW = 10-3W  montre - DEL laser
 calculatrices
1W VionicKennedy Bottes VionicKennedy Bottes Marron Foncé Femme xeodBrC  lampe de poche
 tube fluorescent
 lampe à incandescence
1kW (kilowatt) = 103W  appareil électroménager
 installation électrique domestiqueSt nbsp;dos Bleu Combinaison Power Skin rouge Compétition De Arena Ouvert Natation 0 Fille 2 5j4RL3A
1MW (mégawatt) = 106W  moteur de TGV
1GW (gigawatt) = 109W  centrale électrique
1TW (térawatt) = 1012W
1PW (petawatt) = 1015W  futur laser "petawatt" du CEA

Relation entre puissance, tension et intensité

Puissance en courant continu

Branchons l'appareil étudié (lampe 12V - 21W) aux bornes d'un générateur  et réglons la tension à la valeur nominale U= 12V. Mesurons l'intensité I qui traverse la lampe.

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U = 12V                 I = 1,75 A
On constate que le produit U x I = 12V x 1,5 A = 21 x V Bout Fermé Sabrinas Femme Jauneyellow ChicagoBallerines PkiOuXZx A

La puissance P consommée par un appareil en courant continu est égale au produit de la tension U à ses bornes par l'intensité I du courant qui le traverse.

 P = UI 

P: puissance en wattCrocs Clog Mixte Classic KidsSabots 737 Rosemelon Enfant 1T3lucFKJ
U: tension en volt
I: intensité en ampère

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Puissance en courant alternatif

Si on remplace dans l'expérience précédente le générateur de tension continue par une générateur de tension alternative, on obtient les mêmes résultats. Basses Gray Steel 361372Baskets Puma Mixte Adulte TFJc3Kl1

Remarque: U et I représentent les valeurs efficaces de la tension et de l'intensité.

Mais si on effectue l'expérience avec un moteur à la place de la lampe, on s'aperçoit que le produit UI ne représente plus la puissance du moteur.

La présence de bobines dans le moteur entraîne un déphasage (décalage) entre la tension et l'intensité: L'intensité n'est pas maximale en même temps que la tension. Ce déphasage se mesure par un angle (f). Il intervient dans le calcul de la puissance:

P = UI cos(f)

En définitive, la relation P = UI peut être utilisée en alternatif pour les appareils de chauffage et d'éclairage qui n'entraînent aucun déphasage mais elle est fausse pour les moteurs (P< UI)

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Mesure de la puissance

En tension continue, on peut calculer la puissance à partir de la tension et de l'intensité. On n'a pas besoin d'un appareil pour mesurer la puissance.

En alternatif, lorsque la relation P= UI n'est plus applicable, un appareil de mesure s'impose. Il s'agit du wattmètre 

 


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Notion d'énergie

Définition: Un système possède de l'énergie s'il est capable de fournir du travail mécanique ou son équivalent...

Un moteur électrique exerce des forces qui peuvent déplacer des objets: Il fournit du travail mécanique donc il possède de l'énergie.

Cette énergie provient du générateur qui fait circuler le courant c'est-à-dire qui met en mouvement les charges électriques par sa force électromotrice.

Le générateur possède donc de l'énergie que l'on qualifie d'électrique. 

Le moteur reçoit cette énergie électrique et la transforme en énergie mécanique.

Transformation de l'énergie

Un récepteur est un appareil qui transforme l'énergie électrique en une autre forme d'énergie

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Énergie consommée Récepteur  Énergie utile fournie
Énergie électrique  Radiateur électrique  thermique (chaleur)
 Lampe électrique  rayonnante (lumière)
 Moteur électrique  mécanique (travail)
 Accumulateur en charge  chimique
 Transformateur  électrique

Un générateur est un appareil qui transforme en énergie électrique une autre forme d'énergie

Énergie consommée Générateur Énergie utile fournie
 mécanique (travail)  Dynamo, alternateur Énergie électriqueUnder Homme Armour T Steel shirt Light Heather 34Ajc5RLq
 chimique  Pile, accumulateur
 rayonnante (lumière)  Photopile
 thermique (chaleur)  ThermocoupleStreaker Short T Under Courtes Manches Noir À shirt Armour Homme Sleeve TFJlK1c
 électrique  Transformateur

Conservation de l'énergie. Rendement

L'énergie ne se perd pas au cours d'une transformation. Elle se conserve.

Un radiateur électrique transforme la totalité de l'énergie électrique qu'il reçoit en chaleur.

Un moteur électrique ne transforme pas la totalité de l'énergie qu'il consomme en énergie mécanique. Il produit également de la chaleur. Robuste Pour Gris Dewalt Homme38w En Pro 29lNoir1 De Toile X Pantalon Travail 5qAj43RL
L'énergie électrique consommée est égale à la somme de l'énergie mécanique et de l'énergie thermique fournie.

Le rendement énergétique est égal au rapport de l'énergie utile fournie et de l'énergie totale consommée.

Énergie électrique

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Puissance et énergie

Un appareil puissant fournit beaucoup d'énergie en peu de temps.

La puissance consommée par un appareil est l'énergie qu'il consomme pendant l'unité de temps.

 

L'énergie électrique consommée par un appareil est égale au produit de sa puissance P consommée par la durée t de son fonctionnement

 

Unités d'énergie

Unité légale d'énergie (système international)

P est exprimée en watt (W)
                                                           E est exprimée en joule (J)
t est exprimée en sRoserose 23200Oxfords Suede Femme Caprice Caprice DH29YWEIeconde (s)

Unité usuelle d'énergie électrique

P est exprimée en watt (W)
                                                           E est exprimée en watt-heure (Wh)
t est exprimée en heure (h)

1 Wh = 3600 JBasses Gray Steel 361372Baskets Puma Mixte Adulte TFJc3Kl1

Mesure de l'énergie

L'énergie consommée par une installation domestique est mesurée par un compteur d'énergie

 


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