| E8 | Puissance et énergie |
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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. 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 en courant continuBranchons 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. |  | |
| U = 12V I = 1,75 A | |||
On constate que le produit U x I = 12V x 1,5 A = 21 x V x ALa 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: puissance en watt
U: tension en volt I: intensité en ampère | |||
| Puissance en courant alternatifSi on remplace dans l'expérience précédente le générateur de tension continue par une générateur de tension alternative, on obtient les mêmes résultats. 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)
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| 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) |
| Mesure de la puissanceEn 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 |
Énergie | 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
Conservation de l'énergie. RendementL'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. 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 | 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
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| Unités d'énergieUnité légale d'énergie (système international) | |
| Mesure de l'énergieL'énergie consommée par une installation domestique est mesurée par un compteur d'énergie http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/Physique/Physico/Electro/e08puiss.htm |
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