date :
Ph. Georges Maths 1/2
ÉNERGIE ET PUISSANCE
des dipôles résistifs
I- Loi d'Ohm pour un dipôle résistif
Dans le TP « Résistance d'un résistor », la courbe obtenue est une
droite passant par l'origine du repère : la tension aux bornes du résistor
et l'intensité du courant qui le traverse sont proportionnelles.
Le résistor est un dipôle linéaire.
Cette droite s'appelle la caractéristique du résistor.
Le coefficient directeur de la droite est égal à la résistance R du résistor.
Loi d'Ohm : la tension U aux bornes d'un résistor traversé par un courant d'intensité I est U = R I.
II- Puissance d'un résistor Effet Joule
La puissance électrique absorbée par un résistor est égale au produit de la tension U par
l'intensité I du courant. P = U I
La puissance est mesurée à l'aide d'un wattmètre.
Il possède un "circuit tension" et un "circuit intensité".
Il s’intercale dans le circuit de la même façon qu’un transformateur.
L’alimentation entre les bornes « POWER » ou « SOURCE » et le
circuit récepteur entre les bornes « LOAD » (la charge).
Le résistor vérifie la loi d'Ohm : U = R I.
La puissance électrique absorbée est : P = U I.
En substituant la tension dans cette expression, on obtient : P = R I 2.
La puissance d'un résistor est proportionnelle à sa résistance et au carré de l'intensité du courant.
Cette puissance est intégralement convertie en chaleur ; c'est l'effet Joule.
W V A
U(V)
0
I (mA)
date :
Ph. Georges Maths 2/2
De la même façon, dans l’expression P = U I de la puissance électrique absorbée, en substituant
l’intensité du courant I =
Error!
, on obtient : P =
Error!
.
La puissance d'un résistor est proportionnelle au carré de la tension et est inversement
proportionnelle à sa résistance.
III- Énergie électrique
L'énergie électrique E est liée à la durée t de fonctionnement et à la puissance P par la relation :
E = P t
Remarque : les électriciens utilisent le
wattheure kWh.
Application : Selon le cycle de lavage d'un lave-linge, la résistance chauffante de 3 kW fonctionne
12 ou 20 minutes. Calculer l'énergie électrique consommée par cycle ainsi que le coût de ces deux
cycles à 0,11 euros TTC le kWh.
Cycle 12 minutes
Cycle 20 minutes
IV- Rendement
Le rendement est le rapport entre la puissance utile et la puissance absorbée (reçue) ou encore, entre
l'énergie utile et l'énergie absorbée pendant la même durée.
=
Error!
sans unité : éta
=
Error!
Le rendement s'exprime le plus souvent en pourcentage.
Le résistor convertit intégralement l'énergie électrique en énergie thermique par effet joule ; on a
donc égalité des énergies.
Le rendement d'un résistor est égal à 100 %.
J W s
1 / 2 100%