Puissance électrique - Les sciences physiques au collège Jacques

Puissance électrique
Exercice n°1 p160 : Connaître la signification des grandeurs nominales.
Lis les informations inscrites sur l’ampoule de cette lampe.
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1) Que signifie l’indication 230 V ?
2) Que signifie l’indication 75 W ?
Exercice n°3 p160 : Connaître des ordres de grandeur.
Associe, à chaque appareil électrique, la puissance nominale correspondante.
Four électrique
40 W
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Lampe de bureau
100 W
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Console DS
3 KW
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Télévision
6W
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
Exercice n°4p160 : Déterminer les bonnes formules.
Parmi les formules suivantes, lesquelles sont exactes ?
a) P = U + I ; b) U = P / I ; c) I = P / U ; d) P = U / I ; e) P = U x I
Exercice n°6p160 : Calculer une puissance.
Sur le bloc d’alimentation d’un ordinateur portable, on peut lire :
Output 19 V, Imax = 3,42 A
Quelle est la puissance maximale que peut fournir cet adaptateur ?
Exercice n°8p160 : Calculer une intensité.
Une lampe de 100 W est branchée sur une prise du secteur délivrant une tension efficace de 230 V. Calcule
l’intensité du courant qui traverse son filament.
Exercice n°9p160 : Connaître le rôle d’un fusible.
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Peut-on brancher un grille-pain de puissance 1000 W sur une prise du secteur délivrant une tension efficace
de 230 V et protégée par un fusible de 5 A ? Justifie ta réponse.
Exercice n°10p160 : Identifier les indications inscrites sur une multiprise.
Une multiprise, branchée à une prise du secteur délivrant une tension efficace de 230 V, porte l’indication
« 1380 W maxi ». Quelle est l’intensité maximale du courant pouvant circuler dans les fils d’alimentation de
cette multiprise ?
Exercice n°16p162 : Puissance et tension nominale.
Léon veut déterminer la tension maximale qui peut être appliquée à un conducteur ohmique de résistance R =
47 Ω. Ce dipôle ne peut pas consommer une puissance supérieure à 0,5 W sans risque de détérioration.
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1) Rappelle la loi d’Ohm, puis exprime I en fonction de U et de R.
2) Quelle est l’expression de la puissance P reçue par ce dipôle en fonction de U et de I ?
3) Donne l’expression de la puissance P en fonction de U et R.
4) Déduis de la relation précédente l’expression de U en fonction de P et de R.
5) Déduis-en la tension maximale que l’on peut appliquer aux bornes du conducteur ohmique sans le
détériorer.
Exercice n°18p162 : Multiprise.
Sur une multiprise, on lit l’indication suivante :
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Sur cette multiprise, Louise branche son ordinateur, de puissance 450 W, son écran plat de puissance 50 W et
sa lampe de bureau de puissance 40 W.
1) Calcule la puissance totale fournie aux trois appareils branchés sur la multiprise.
2) Peut-on faire fonctionner sans danger ces trois appareils simultanément ?
3) Calcule l’intensité efficace du courant qui circule dans le bloc, ainsi que l’intensité maximale admissible.
On rappelle que la tension du secteur est de 230 V.
Exercice n°19p162 : Fusible.
Une prise électrique est protégée par un fusible de 10 A.
1) Quelle est la signification de l’indication portée sur le fusible ?
2) On veut brancher simultanément, sur cette prise, un radiateur électrique de puissance 2 KW et un fer à
repasser de puissance 1200 W. Calcule la puissance totale des appareils branchés sur la prise.
3) Calcule l’intensité efficace du courant que va délivrer la prise.
4) Peut-on faire fonctionner ces deux appareils en même temps ? Pourquoi ?
Exercice n°21p163 : Guirlande électrique.
Kim a acheté une guirlande électrique dont la notice figure ci-dessous :
*
1) Kim constate que la guirlande s’éteint s’il débranche une lampe. Comment les lampes sont-elles
branchées ?
2) Peut-il brancher cette guirlande aux bornes d’une prise de secteur ? Justifie ta réponse en utilisant la loi
d’additivité des tensions.
3) Vérifie que la puissance totale consommée par la guirlande est bien celle indiquée sur la notice.
Exercice n°22p163 : Physique et Mathématiques.
Pour simplifier les écritures mathématiques, on peut utiliser des puissances de 10 ou des préfixes. Un préfixe
(symbolisé par une lettre minuscule ou majuscule) remplace une puissance de 10.
Préfixe
milli
kilo
Méga
Giga
Symbole
m
k
M
G
Multiplicateur
0,001
1000
1000000
1000000000
Puissance de 10
1) Recopie et complète le tableau ci-dessous.
2) Ecris les puissances ci-dessous en utilisant les puissances de 10, puis les préfixes du tableau.
a) Puissance nominale d’une machine à laver : 2800 W
b) Puissance délivrée par un réacteur nucléaire : 1200000000 W
c) Puissance délivrée par une éolienne : 1500000 W
d) Puissance nominale d’un circuit intégré : 0,05 W
Exercice n°23p163 : Science et Technologie.
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Lorsque l’électricien réalise une installation utilisant le secteur 230 V, il doit adapter la section du fil utilisé
en fonction de l’appareil. Par exemple, un circuit d’éclairage est réalisé avec des fils de 1,5 mm2 . Ces fils
supportent une intensité maximale de 16 A. Par sécurité, on place un fusible de 10 A. Le tableau ci-dessous
indique l’intensité maximale admise en fonction de la section du câble pour une tension de 230 V.
A
B
C
Section du fil (mm2)
1,5
2,5
6
Intensité maximale (A)
16
25
40
Fusible (A)
10
16
32
A : circuits éclairages ; B : prises usuelles ; C : prises pour appareils chauffants (four, lave-linge,…).
1) Comment évolue l’intensité maximale du courant électrique en fonction de la section du fil ?
2) Calcule la puissance maximale admise pour chaque type de fil.
3) Indique la puissance maximale totale des appareils que l’on peut effectivement brancher sur chacun des 3
types de circuit d’habitation.
4) Quels fils peut-on utiliser pour alimenter un four de puissance 3000 W ?
5) Que risque-t-il de se passer si on utilise un fil de section 0,75 mm2 pour alimenter un four ?
DEMARCHE D’INVESTIGATION