Bilan 1 La puissance électrique Voir activités 1 et 3 1 La puissance électrique reçue par un appareil s’exprime en watt (W) et se calcule en utilisant la relation : en W en A P=U×I 230 V 40 A en V 10 A 16 A 1 La puissance nominale est la puissance reçue dans des conditions normales d’utilisation. 1 Des gestes à risque tels que brancher sur une prise des appareils de puissance trop élevée, déformer ou écraser les fils électriques peuvent conduire à des surintensités. C’est pour cela qu’une installation électrique est protégée par des disjoncteurs. 2 en J ou en kWh Voir activités 2 et 4 en s ou en h E=P×t Compteur Compteur 1 053 kWh 1 056 kWh t1 = 0 h t2 = 2 h en W ou en kW 1 Utiliser des appareils moins puissants, diminuer leur durée de fonctionnement et éviter de les laisser en veille réduit la consommation d’énergie électrique. Remarque Le joule est une unité très petite, on utilise couramment le kilowattheure (kWh). 1 kWh = 1 kW × 1 h = 1 000 W × 3 600 s = 3,6 × 106 J O O 1 2 3 P = 1,5 kW Calcul de l’énergie électrique utilisée. E = E2 − E1 = 1 056 − 1 053 = 3 kWh P × t = 1,5 × 2 = 3 kWh Énergie, bilan et transferts Ereçue = Eobtenue(s) 1 On définit un rendement pour chaque convertisseur ; il correspond au pourcentage d’énergie « utile » obtenue. 1 L’énergie peut être transférée, sans changer de forme. Un transfert d’énergie peut s’effectuer par conduction, par convection ou par rayonnement. Partie C • L’énergie et ses conversions 1 2 3 P = 1,5 kW Voir activités 5 et 6 1 Lorsque l’énergie est convertie par un dispositif, elle se conserve tout en changeant de forme. Le bilan s’écrit : 378 3 000 W Si l’on branche sur la prise un appareil de puissance nominale 2 500 W, l’intensité sera : P 2 500 ~ I= = – 11 A Cela déclenche le disjoncteur de 10 A. U 230 L’énergie électrique 1 L’énergie électrique utilisée par un appareil de puissance P fonctionnant pendant la durée t de fonctionnement est donnée par la relation : 3 10 A Énergie lumineuse 100 J = Énergie électrique « utile » 20 J Énergie thermique « inutile » 80 J Représentation du bilan énergétique d'une cellule photovoltaïque. Elumineuse = Eélectrique + E thermique Le rendement d’une cellule photovoltaïque est égal à 20 soit 20 %. 100 L’essentiel NCE PUISSA GIE R E ET ÉN en W ou en kW en V P=U×I en image E=P×t en W en J ou en kWh en A TS NSFER ET TRA IE N A IL B G D’ÉNER en s ou en h 2 1 230 V Transferts par : 1 conduction Imax 2 convection 3 3 rayonnement – + Bilan énergétique de la plaque chauffante : Eélectrique = Ethermique + Elumineuse Je dois savoir Je dois savoir faire en texte a La puissance indiquée par le fabricant est sa puissance nominale. Exercices 4 et 6 À imprimer a La puissance P (en W) reçue est liée à la tension U (en V) et à l’intensité I (en A) par la relation P = U × I. Mon tableau de suivi hatier-clic.fr/pcc024 Exercices 5 et 21 a L’énergie E (en J) est liée à la puissance P (en W) et à la durée t (en s) de fonctionnement par la relation E = P × t. L’énergie s’exprime en joule (J) dans le système international, mais aussi en kilowattheure (kWh). Exercices 9 et 10 a Un bilan énergétique traduit la conservation de l’énergie. Le rendement d’un convertisseur correspond au pourcentage d’énergie « utile » obtenue. Exercice 14 Établir et exploiter la relation P = U × I et la relier aux règles de sécurité électrique. Exercices 7 et 20 Vérifier la relation E = P × t et l’utiliser. Exercices 12, 13 et 22 Calculer un rendement énergétique. Exercices 19 et 26 Identifier des modes de transfert de l’énergie. Exercices 17, 18 et 25 a Un transfert d’énergie peut s’effectuer par conduction, par convection ou par rayonnement. Exercices 15 et 16 Chapitre 28 • Puissance et énergie 379
