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Energie et puissance électriques. 1 Puissance en courant alternatif En courant alternatif, quand les dipoles utilisés ne sont pas simplements resistifs, la puissance ne se calcule plus simplement par le produit de la tension par l’intensité il faut prendre en compte une grandeur supplémentaire appelée : facteur de puissance. Qu’appelle-t-on déphasage entre la tension et le courant : ...................................................................................................... ...................................................................................................... Représenter sur la zone millimétrée ci-dessous une tension de 6 Volts crête à crête déphasée de π/4 d’avec une intensité (Imax=1A). U (V) I (A) 1 1 0 0 4 Le déphasage entre les tensions et courants se note φ mais la grandeur que l’on utilise est le facteur de puissance qui vaut : Facteur de puissance = Le facteur de puissance est généralement donné. Plus sa valeur est proche de 1 mieux c’est pour eviter les pertes dans le reseau de distribution. Il est généralement égal à 0,95. L’utilisation de diverses machines dans un atelier modifie le facteur de puissance généralement à la baisse (modification du déphasage entre la tension et le courant) . Le distributeur de courant peut vous demander de modifier votre installation si le facteur de puissance est trop bas. BINET Physique Page 1 Expression de la puissance active en alternatif monophasé : l’unité de cette puissance: ...................................................................................................... Expression de la puissance réactive en alternatif monophasé : l’unité de cette puissance: ...................................................................................................... Expression de la puissance apparente en alternatif monophasé : l’unité de cette puissance: ...................................................................................................... L’appareil permettant de mesurer directement une puissance en alternatif est le : ...................................................................................................... Cet appareil mesure : ........................................................................... Son symbole est le suivant : Il dispose de ................ bornes. Le connecter pour mesurer la puissance consommée par le moteur dans le circuit suivant : G ~ R1 R2 M BINET Physique Page 2 2 Energie L’energie consommée par un appareil électrique dépend de 2 grandeurs : - ........................................................................................ - ........................................................................................ On obtient l’énergie E grace au produit : ( Quelques fois cette énergie est notée W mais il y a un risque de confusion avec l’unité Watt) Les unités usuelles de l’énergie sont : - ................................................................................. - ................................................................................. Selon l’unité choisie on prendra comme unités de puissance et de temps : E E ........................................... ........................................... ........................................... ........................................... ........................................... ........................................... Exercice 1 Un séchoir de 1200W est branché sur le secteur pendant une demi heure. Quelle est l’energie consommée dans les deux unités vues précédement ? ...................................................................................................... ...................................................................................................... ...................................................................................................... Exercice 2 Un atelier de menuiserie consomme 3000W pendant les dix heures d’ouverture journalière. EDF lui facture 0,0754€/kWh. Calculer sa facture mensuelle s’il fonctionne pendant 24 jours. ...................................................................................................... ...................................................................................................... ...................................................................................................... BINET Physique Page 3 Conversion d’unités temporelles : Compléter le tableau suivant : Année Mois commerciale commercial 1s 1 min 1 heure 1 jour 1 mois commercial 1 an commercial Jour Heure Minute Seconde 1 1 1 1 1 1 Exercice 3 Convertir en indiquant les détails des calculs a) Trois quart d’heures en heures puis en seconde b) Une heure et quart en heure puis en seconde c)5400s en heure d) 1jour 16h 35min 15s en secondes e) 1jour 16h 35min 15s en heures f) 54635s en heure minute seconde Noter ici comment fonctionne votre calculatrice pour avoir directement le résultat : ...................................................................................................... ...................................................................................................... ...................................................................................................... ...................................................................................................... ...................................................................................................... BINET Physique Page 4 Exercice 4 Soit le circuit ci-dessous constitué des deux resistances R1=3kΩ et R2=10MΩ, le facteur de puissance vaut 0,95 : 1°) Placer sur le circuit le wattmètre permettant de mesurer la puissance totale consommée. Le générateur délivre une tension efficace de 400 Volts et l’intensité efficace est de 56,67mA. G ~ 2°) Rappeler la loi d’Ohm. ...................................................................................................................................................... R ...................................................................................................................................................... 3°) Calculer la tension aux bornes de la resistance R1. R ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... 4°) Déduire la tension aux bornes de la resistance R2. M ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... 5°) Déduire la tension aux bornes du moteur. ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... 6°) Calculer l’intensité dans la resistance R2. ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... 7°) Rappeler la loi des nœuds. ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... 8°) En déduire l’intensité dans le moteur. ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... 9°) Calculer la puissance active délivrée par le générateur. ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... 10°) Calculer la puissance active consommée par le moteur. ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... 11°) Calculer l’énergie consommée pendant 36j20h43min26s de ce circuit. ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... 1 2 BINET Physique Page 5
