Cours - PhyZik

Chapitre 15
Energie électrique
Acti - Ressources énergétiques renouvelables ou non
I – Relation entre puissance et énergie
La puissance est une caractéristique des appareils électriques. Elle se note  et s’exprime en Watt, W.
Ex : Calculatrice 10-3 W, ordinateur portable 100 W, radiateur 1000 W, centrale nucléaire 109 W.
En courant continu,
Ex : Moteur à courant continu : tension à ses bornes       , intensité du courant qui le traverse      .
Donc          
L’énergie électrique produite ou consommée par un appareil électrique est liée à sa durée de fonctionnement  :
 en Joules,  en Watts et  en secondes.
Rq : EDF exprime l’énergie en kWh.
Supposons un ordinateur allumé 10h par jour pendant 1 an et de puissance égale à 100W.
 avec   € prix  €
II – Quelles sont les conversions énergétiques dans un circuit ?
1) Exemple de récepteur électrique : le conducteur ohmique
Acti - Caractéristiques
Caractéristique d’un conducteur ohmique : courbe   
C’est une droite d’équation :
    Où  est le coefficient directeur de la droite ou encore la résistance du conducteur ohmique
qui s’exprime en ohms Ω.
Exp : Une résistance est plongée dans de l’eau contenue dans un calorimètre.
La température de l’eau varie au contact du conducteur ohmique. Le transfert énergétique vers l’extérieur est
thermique. C’est l’effet Joule.
Puissance dissipée par une résistance : 
Chaine énergétique :
2) Exemple de générateur électrique : la pile
Caractéristique d’une pile : courbe   
C’est une droite d’équation :
      Où  est l’ordonnée à l’origine (en Volts) et  le coefficient directeur (en ohms).
Conducteur
ohmique

La pile s’échauffe lors de son fonctionnement. Une partie de l’énergie chimique stockée est dissipée par effet Joule.
Chaine énergétique :
Bilan énergétique :
Donc      avec :  force électromotrice de la pile, c’est-à-dire la tension que la pile délivrerai si elle
était parfaite.
La puissance nominale de la pile est :    
et      qui est l’énergie perdue par effet Joule liée à la résistance interne  de la pile. Toute
l’énergie chimique stockée dans la pile n’est pas convertie en énergie électrique.
Rendement :   
III – Système électrique à basse consommation
Etiquettes énergie : Elles permettent de classer les appareils
électroménagers en fonction de leur rendement énergétique.
Ex : Lampes à basse consommation
Lampe à DEL
Lampe fluocompacte
Lampe à incandescence
Classe A
Classe A
Classe C
345 lumens
346 lumens
370 lumens
8 W
8 W
40 W
25 000 h
6 000 h
1 000 h
Pile