Puissance et énergie électriques I Puissance nominale d'un appareil électrique Sur le culot d'une lampe, on peut lire les indications ( 6V ; 15W ) Tension nominale Puissance nominale La tension nominale est la tension normale d'utilisation. La puissance nominale est la puissance reçue par la lampe en fonctionnement normal. Remarques: La lampe (6V ; 15W) éclaire mieux que la lampe (6V ; 4W) car elle reçoit une puissance plus grande. Un aspirateur (230 V ; 2000W) reçoit une puissance plus grande et aspire mieux qu'un aspirateur (230 V ; 1500W). Conclusion: La puissance nominale d'un appareil est la puissance électrique qu'il reçoit lorsqu'il est soumis à sa tension nominale. L'unité de la puissance est le watt (symbole:W) On utilise souvent le kilowatt et le milliwatt 1kW = 10 3 W = 1000 W 1mW = 10 -3 W = 0.001 W Exemple: Appareil Lampe de bureau Puissance 60 W TV Halogène 100 W 3-400 W Fer à repasser 1200 W Lave linge Four électrique 2300 W 3500 W II Puissance en courant continu a) Formule A + - 6V V Lampe L1 (6V ; 4W) Lampe L2 (6V ; 15W) U(V) I(A) U×I Pnominale Lampe L1 6 0.68 4.08 4 Lampe L2 6 2.48 14.88 15 On constate que le produit U × I est égal à la puissance nominale. Définition: La puissance nominale P reçue par un appareil fonctionnant en courant continu est égale au produit de la tension U entre ses bornes par l'intensité I courant qui le traverse. P = U x I (W) Watt (V) Volt (A) Ampère Remarque importante: Cette formule est valable en courant alternatif pour les appareils ne comportant que des résistances. P = Ueff x Ieff Application Calculer le courant qui traverse un four électrique (230 V ; 3.5 kW). Calcul du courant I P = U x I donc I = P/U I = 3500 W : 230 V = 15 A b) Puissance reçue par un appareil soumis à différentes tensions. Soit une lampe de ( 6 V ; 15 W ), on la soumet à différentes tensions. U(V) I(A) U × I = P(W) Éclat de la lampe 4 1,52 6,08 Faible Sousvoltée (sous-tension) 6 2,48 14,88 Normal 8 2,85 22,8 Très vif la lampe risque d'être détériorée (elle est en surtension) c) Puissance reçue par une installation (domestique). La puissance reçue par une installation est égale à la somme des puissances consommées par les appareils qui fonctionnent en même temps. EDF propose divers abonnements selon la puissance souscrite .L'abonné ne doit pas dépasser la puissance souscrite. III Energie électrique. Définition : L'énergie électrique ( E ) consommée par un appareil de puissance (P) pendant une durée (t) est donnée par la relation: E=P×t Unités: Si P est en Watt (W) et t en seconde (s) alors E est en Joule ( J ) . Si P est en Watt et t est en heure alors E est en Watt-heure ( Wh). 1J = 1 Ws= 1 W × 1 s 1Wh = 1W X 3600 s = 3600 Ws = 3600 J 1 Wh = 3600 J 1 kW = 1000 W × 1 h = 1000 Wh L'énergie électrique consommée par un appareil est transformée en énergie thermique ( chaleur) ( radiateur, four….); en énergie rayonnante (lampe), en énergie mécanique (moteur). Exercices d’application Une lampe de 60 W reste allumée pendant 3h. Calculer en joule puis en Watt-heure l’énergie qu’elle consomme. Exercice 2 Un four électrique (230V, 3500 W) est utilisé pendant 45 minutes pour cuire un poulet ! a) Calculer l’intensité du courant qui le traverse. b) Calculer l’énergie consommée, en joule, en Watt-heure puis en kilowatt-heure. c) Le prix du KWh est de 0.08€. Calculer le prix de cette cuisson. IV Lecture d'une facture EDF La société EDF (Electricité de France) est le fournisseur de l’électricité en France.