4. LA PUISSANCE ÉLECTRIQUE 4 III. Electricité La puissance électrique 4.1 Définition de la puissance électrique La puissance électrique d’un générateur / d’un récepteur est l’énergie électrique échangée entre les charges électriques et le générateur / le récepteur par unité de temps. Symbole de la puissance électrique : Pél. Formule : Pél. = Eél. ∆t L’unité SI de la puissance électrique est le Watt (W) 4 . Comme l’unité SI de l’énergie électrique est le Joule (J), celle du temps la seconde (s), on a : 1W = 1 J s Si les électrons reçoivent de la part du générateur une énergie de 1 Joule en 1 seconde, la puissance électrique fournie par le générateur vaut donc 1 Watt. Comme (cf. p. 99) : Eél. = U · I · ∆t on obtient : U · I · ∆t = U ·I ∆t Si on connaît la tension U aux bornes d’une composante électrique ainsi que l’intensité I du courant qui la traverse, on peut donc facilement calculer la puissance électrique Pél. par la formule : Pél. = Pél. = U · I Exemple : La tension aux bornes d’une ampoule électrique vaut U = 5V . Le courant qui la traverse a une intensité égale à I = 1, 3A. La puissance électrique reçue par l’ampoule vaut alors : Pél. = U · I = 5V · 1, 3A = 6, 5W . Remarque : 4. nom de l’unité en honneur de James Watt (1736-1819), ingénieur écossais 100 4. LA PUISSANCE ÉLECTRIQUE III. Electricité On utilise aussi les multiples et sous-multiples de l’unité SI de la puissance : 1kW = 103 W = 1000W 1MW = 106 W = 1.000.000W calculatrice de poche phare de bicyclette congélateur fer à repasser téléviseur en couleurs cuisinière électrique locomotive électrique pile solaire ; 1cm2 monocellule dynamo de bicyclette générateur de centrale électrique ... 0,4 mW 2,4 W 150 W 1 kW 80 W 6 kW 3 MW 5 mW 2W 3W 300 MW Table III.1 – Puissances électriques de quelques récepteurs/générateurs 4.2 Le kWh : une autre unité pour l’énergie électrique Comme Eél. t on peut calculer l’énergie électrique Eél à partir de la puissance Pél. et du temps t : Pél. = Eél. = Pél. · t L’énergie électrique est proportionnelle à la puissance électrique et au temps. Si la puissance Pél. = 1kW et le temps vaut t = 1h (1 heure) on a : Eél = 1kW · 1h = 1kW h Le kWh (prononcé ’Kilo Watt heure’) est une unité alternative de l’énergie électrique, utilisée couramment (factures d’électricité 5 , ...). Comme 1kW = 1000W = 1000 Js et 1h = 60min = 3600s, on a : J 1kW h = 1000 · 3600s = 3.600.000J s Pour des quantités d’énergies élevées, le kW h est donc une unité beaucoup plus maniable que le J. Exemple : Une machine à laver a une puissance électrique de Pél. =8500W. Si elle tourne pendant 90 minutes, l’énergie électrique consommée vaut : Eél = Pél. · t = 8, 5kW · 1, 5h = 12, 75kW h 5. sur les factures d’électricité, on indique le tarif par kWh. Finalement, on paye l’énergie électrique totale consommée. 101