Cours puissance eleve

Sciences et Technologies de l’Industrie et du Développement Durable
1
ère
STI2D
Puissance
CI1 : Développement durable et Principes de conception des systèmes Leçon ET
Lycée Jules Ferry – Versailles 1/9
1. Des grandeurs électriques de base vers la puissance électrique.
1.1. Définition du courant électrique:
Le courant électrique correspond au
déplacement ordonné d'électrons libres.
Ils se déplacent dans un milieu dit
conducteur formant un circuit
électrique
Si on pouvait observer un point quelconque d'un circuit électrique en fonctionnement et y compter le
nombre d'électrons passant pendant un temps donné, on mesurerait alors le « débit » d'électrons libres.
Ce « débit d’électrons» est appelé intensité du courant électrique.
• Un petit nombre d’électron passe dans le fil de
cuivre par seconde, le débit d’électron est
faible, le courant est donc faible.
• Un plus grand nombre d’électron passe dans le
fil de cuivre par seconde, le débit d’électron
est plus important, le courant est donc grand
que au-dessus.
Le courant est désigné par la lettre I , il se mesure en Ampère [A].
1.2. La résistance d’un circuit électrique :
En fonction de la nature du circuit électrique, les électrons, donc le courant électrique peu circulé plus
ou moins facilement.
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e-
La résistance électrique est notée R , il se mesure en Ohms [Ω].

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1.3. Définition de la tension électrique :
Pour qu'il y ait circulation des électrons, il faut qu’il y ait une différence de
potentiel entre deux points reliés par un conducteur électrique :
1.3.1. Par analogie, le cycle de l’eau se comporte comme un circuit électrique :
Le générateur de tension : Le soleil chauffe l’eau qui par évaporation prend
de la hauteur. Il y a donc apparition d’une différence de hauteur
entre l’eau contenue dans les nuages et l’eau du sol. (Correspond à
la différence de potentiel)
Les conducteur et la résistance : La pluie tombe sur les sols, rejoint les rivières
et termine dans la mère à 0 mètre d’altitude. Le circuit est fermé,
l’eau circule. En fonction du relief, celui-ci oppose une résistance
plus ou moins importante à la circulation de l’eau.
Le courant électrique : Le débit d’eau circulant dans une rivière, quantité
d’eau écoulée par seconde, correspond au débit d’électrons,
l’intensité

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1.4. Définition de la puissance :
Quelle chute d’eau est la plus puissance ?
La puissance d’une chute d’eau est le produit de sa hauteur par son débit.
En électricité on a :
     Avec P la puissance exprimée en Watt
1.5. Application:
1.5.1. Etude d’une lampe torche
Une lampe torche équipée de pile 6.2V alimente un lampe de 10W.
Un interrupteur permet d’allumer ou d’éteindre l’ampoule.
Calculer le courant circulant dans le circuit :
1.5.1. Etude d’un moteur électrique
Un moteur absorbe 10 A sous une tension de 20V.
Calculer la puissance électrique absorbée par le moteur :

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2. Des grandeurs mécaniques de base vers la puissance mécanique.
2.1. La vitesse linaire.
La vitesse linéaire correspond à une distance parcourue pendant un temps donné.
Exemple :
 On dit : la vitesse V est de 10 mètres par seconde (m/s)
 On dit : la vitesse V est de 200 kilomètres par heure
(km/h)
Exercice de conversion :
La fourche télescopique d’un engin de manutention sort à une vitesse
de 10m/min. Donner 
 !"#
en m/s
L’engin de manutention roule au maximum à 30km/h. Donner 
$%&
en m/s.
2.1. La fréquence de rotation.
La fréquence de rotation correspond à un nombre de tours réalisés pendant un certain temps.
Exemple :
'  
(
 On dit : la vitesse de rotation n est de 10 tours par seconde
(tr/s)
'  
(
)*
 On dit la vitesse V est de 200 tours par minute (tr/min)
ou (min
-1
).
Les roues de l’engin de manutention tournent à 0.5 tr/s. Donner +
#
en tr/min.

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2.2. La vitesse de rotation angulaire.
La vitesse de rotation angulaire correspond à un angle (en degré ou radian) réalisé pendant un certain
temps.
Rappel :
La fourche du télescopique réalise un angle de 20° en 10s.
Donner ,
-./.
en rad/s
La motopompe (moteur + pompe) du groupe hydraulique de l’engin de manutention tourne à
1500 tr/min, déterminer ,
$-#
en rad/s
2.3. La force.
L’unité de la force est le newton Un newton est la force capable de
communiquer à une masse de 1 kilogramme une accélération de 1
$01
2
. 3+  345 3
$
12
  3
45$
12
Exercice : Une moto de 500 kg met 3s pour arriver à 100 km/h :
Convertir V en (m/s) :
1 tour
360° 2π rad
= =
θ