energie electrique – exercices

ENERGIE ELECTRIQUE – EXERCICES
Exercice 1.
Calculer l’intensité du courant qui traverse, en fonctionnement, les lampes portant les
indications ci-dessous :
Sachant que les lampes ont respectivement une puissance de 40 W, de 75 W et de 100 W, et
qu’elles fonctionnent sous une tension de 220 V, leur intensité sera respectivement de :
P = U x I d’où I = P/U
(220 V, 40 W) (220 V, 75 W) (220 V, 100 W)
I = 40/220 = 0,18 A I = 75/220 = 0,34 A I = 100/220 = 0,45 A
Conclure.
A tension constante I augmente avec la puissance.
Exercice 2
Calculer la valeur de la résistance d’un fer à repasser de puissance 850 W, prévu pour fonctionner
sous une tension de 220 V.
L’intensité d’un fer à repasser de puissance 850 W, fonctionnant sous une tension de 220 V sera
de :
I = P/U = 850/220 = 3,86 A
Par conséquent sa résistance sera de :
U= R x I d’où R = U/I = 220/3,86 = 57 Ω
Exercice 3
La résistance d’une plaque électrique est traversée par un courant électrique d’intensité
10,53 A sous une tension de 380 V.
Calculer la valeur de la résistance de cette plaque électrique.
La valeur de la résistance d’une plaque électrique travervée par un courant électrique d’intensité
de 10,53 A sous une tension de 380 V sera de :
U = R x I d’où R = U/I = 380/10,53 = 36,09 Ω
P = U x I = 380 x 10,53 = 4001,4 W
Que deviendraient l’intensité et la puissance si on branchait cette plaque sous une tension de
220 V, en supposant que la valeur de la résistance est inchangée.
Si l’on branche cette plaque sous une tension de 220 V et que la valeur de la résistance reste la
même soit 36,09 Ω, l’intensité deviendra :
U = R x I d’où I = U/R = 220/36,09 = 6,09 A
Et la puissance deviendra :
P = U x I = 220 x 6,09 = 1341 W
Conclure.
Plus U est important et plus P et I est important
Exercice 4
Une lampe porte les indications (60 W, 120 V).
Calculer l’intensité du courant qui la traverse lorsqu’elle est branchée correctement.
L’intensité d’une lampe de puissance 60 W sous un tension de 120 V sera de :
P = U x I d’où I = P/U = 60/120 = 0,5 A
Premières, MAN Equipement

Par erreur cette lampe est branchée sous une tension de 220 V ; l’intensité du courant qui la traverse
est alors de 0,75 A.
Calculer la puissance de la lampe.
Si cette lampe traversée par un courent d’intensité de 0,75 A, est branché sous un tension de
220 V, sa puissance deviendra :
P = U x I = 220 x 0,75 = 165 W
Conclure.
Lors du branchement par erreur sur une tension de 220 V, la puissance devient 3 fois plus fort que
la capacité de la lampe : l’ampoule va brûler et faire disjoncter le compteur.
Exercice 5
Un four électrique a une puissance utile de 400 W. Il fonctionne sous une tension de 220 V. Son
rendement est de 80 %.
Four
Energie électrique
Ea
Energie thermique
Q (ou Eu)
r = 80%
Pu = 400 W
Pa =
Calculer l’énergie thermique fournie en 1h30 de fonctionnement.
Q = R x I2 x t U = R x I d’ou R = U/I
Q = U/I x I2 x t= U x I x t
P = U x I d’ou U = P/I
Q = P/I x I x t = P x t Energie thermique = Q = Pu x t
Sachant que la puissance utile est de 400 W, l’énergie thermique fournie sera en 1h30 de :
Q = Pu x t = 400 x 5400 = 2 160 000 J soit 2 160 kJ
Calculer l’intensité du courant électrique qui traverse la résistance de ce four.
La puissance électrique d’un appareil électrique peut être exprimée en fonction des grandeurs
caractérisant le courant électrique : soit U et I
Sachant que le rendement est de 80% et que la puissance thermique est de 400 W, la puissance
électrique sera de :
Pa = U x I d’où I = Pa/U
r = Pu/Pa d’où Pa = Pu/r = 400/0,8 = 500 W
Donc l’intensité du courant électrique sera :
I = 500/220 = 2,27 A
Calculer la valeur de la résistance de ce four.
Sachant que l’intensité électrique de ce four est de 2,27 A et qu’il fonctionne sous un tension de
220 V, sa résistance sera de :
U = R x I d’où R = U/I = 220 / 2,27 = 97 Ω
Vérification :
L’énergie électrique peut être transformée en énergie thermique par effet Joule.
Q = R x I2 x t = 97 x 2,272 x 5400 = 2699089 J
Dans le cas ou il n’y aucune perte (100% de l’énergie électrique se transforme en énergie
thermique) la quantité de chaleur sera de 2699089 J, hors il y a un rendement de seulement de 80%
Donc Q = 2699089 x 80/100 = 2159271 J soit 2159,27 kJ
Premières, MAN Equipement