BOOST PHYSIQUE-CHIMIE - ENERGIE ET PUISSANCE ÉLECTRIQUES

Puissance et énergie

Rappel : la puissance est l’énergie reçue ou cédée par unité de temps (en une seconde). On a alors la relation : $ P = \dfrac{E}{Δt}$.

$P$ la puissance en Watts, l’énergie $E$ en Joules et la durée en secondes. Il arrive que la durée soit exprimée en heures, par exemple quand on regarde les consommations d’énergie électrique dans les appartements ou les bâtiments. On a alors $E = P \times Δt$.

Si $P$ est exprimée en $W$ et $Δt$ en heures on a une autre unité utilisée pour l’énergie c’est les $W.h. 1W.h = 3600 J.$ On peut utiliser cette relation quand il y a des conversions à faire entre le Joule et les W.h.

Récepteur et générateur

Il y a deux types de dipôles en électricité : les récepteurs et les générateurs. Avec les chaînes énergétiques, on peut résumer le fonctionnement de ces deux types de dipôles de la manière suivante :

Un récepteur est un dispositif qui reçoit de l’énergie électrique et qui fournit un autre type d’énergie avec toujours des pertes (à ne pas oublier). Exemples de récepteur : moteur, lampe, radiateur. 

Un générateur, c’est l’inverse, il reçoit une forme d’énergie qui n’est pas électrique et fournit une énergie électrique en sortie avec toujours des pertes. Exemples de générateurs : pile, dynamo, éolienne.

Puissance électrique

Quand on est sur des récepteurs ou générateurs électriques on exprime la puissance électrique de la manière suivante : $P = U \times I$, avec $U$ la tension en Volts, $I$ l’intensité du courant électrique qui traverse le dipôle étudié et qui s’exprime en Ampères. La puissance est en Watts.

Quelques rappels sur les circuits électriques

Si on veut mesurer la tension en $V$ aux bornes de la lampe (on étudie la puissance aux bornes de la lampe), on met un voltmètre en dérivation. Et si on veut mesurer l’intensité qui parcourt la lampe on met un ampèremètre en série dans le circuit. On a aussi un générateur caractérisé par une borne « + » et une borne « - ». Le sens conventionnel du courant est du « + » vers le « - » par l’extérieur du circuit. 

Cas particulier : conducteurs ohmiques

On les connaît bien sous le nom de résistances dont le symbole est $R.$ Pour les conducteurs ohmiques on a la caractéristique suivante avec le tracé de $U$ en fonction de $I.$ 

Elle représente la tension en fonction de l’intensité du courant. Si on obtient une droite qui passe par l’origine, on a un conducteur ohmique de résistance $R.$ La résistance est le coefficient directeur ou pente de cette droite. Dans ce cas-là on a une relation entre $U$ et $I, U$ et $I$ sont proportionnels.

On a : $U = R \times I$, avec R en Ohms (Ω).

On a alors : $ P = U \times I = R \times I^2$.