L`ENERGIE ELECTRIQUE P = Puissance en watts (W) U= Tension

S.A.
L’ENERGIE ELECTRIQUE
1- Principales grandeurs utilisées en électricité :
1-1
Le courant électrique :
La matière est formée d’atomes. Chaque atome est constitué d’un noyau autour duquel gravitent
des électrons.
Le courant électrique est un déplacement d’électrons d’un pôle positif vers un pôle négatif dans
un conducteur.
1-2
L’intensité du courant :
C’est le débit des charges électriques dans le circuit.
L’intensité s’exprime en Ampère (A)
On désigne l’intensité par la lettre I
1-3
La tension électrique :
Elle représente, pour l’électricité, ce que la pression représente pour l’eau ; l’eau ne peut circuler
que s’il y a une certaine pression ; le courant électrique ne peut circuler que s’il y a, entre 2
points A et B, une certaine tension.
La tension s’exprime en Volt (V)
On désigne la tension par la lettre U
1-4
La puissance électrique :
La puissance P reçue par un appareil fonctionnant en courant continu est égale au produit de la
tension à ses bornes par l’intensité I du courant qui la traverse :
P = U x I
P = Puissance en watts (W)
U= Tension en volts (V)
I = Intensité en ampères (A)
C.A.P. J.PATARY Page 1 1-5
La consommation d’énergie électrique:
L’énergie électrique E consommée, c’est-à-dire la quantité d’électricité utilisée par un appareil
pour fonctionner, dépend de la puissance de cet appareil (en watts) et de la durée de son
fonctionnement (en heures).
E = P x t
E= énergie consommée
P= puissance
t= durée
Unités :
¾ Si P est en watt et t en heures, alors E est en watt-heure (Wh)
¾ Si P est en watt et t en secondes, alors E est en Joules (J)
¾ Le joule étant une unité d’énergie petite, on utilise plus souvent le
watt-heure (Wh) et le kilowatt-heure (kWh)
1kWh = 1 000 Wh
1-6
¾
Applications :
La résistance d’une plaque électrique est traversée par une intensité de 10,53 A, sous une
tension de 380 V.
Calculer la puissance de cette plaque.
P= U x I = 380 x 10,53 = 4001,4 W
¾
Quelle est l’intensité qui traverse une lampe électrique de puissance 2 W lorsque la tension à
ses bornes est 4 V ?
I = P/U = 2/4 = 0,5 A
C.A.P. J.PATARY Page 2 ¾
Sachant que l’ampoule mentionnée (P=2W) fonctionne pendant 10 heures, quelle sera sa
consommation électrique ?
Vous donnerez le résultat en Wh et en kWh.
E = P x t = 2 x 10 = 20 W = 0,020 kW
¾
Le prix du kWh est de 0,078 € ; quel sera le coût de cette consommation ?
Coût de la consommation : 0,020 x 0,078 = 0, 00156€
¾
Compléter le tableau ci-dessous :
Grandeur
Unité de grandeur
220 V
Tension (U)
Volt (V)
600W
Puissance (P)
Watt (W)
12 A
Intensité (I)
Ampère (A)
2- Courant continu-Courant alternatif :
¾
Dans le cas d’un courant continu, les charges électriques circulent toujours dans le même
sens (du + vers le -); c’est le courant produit par une pile électrique, une batterie.
¾
Dans le cas d’un courant alternatif, le courant change périodiquement de sens selon un
rythme bien précis appelé fréquence ; c ‘est le courant produit par une dynamo, par EDF.
Cette fréquence s’exprime en Hertz (Hz) ; elle est de 50 Hz en France.
C.A.P. J.PATARY Page 3 3- Lecture et interprétation d’une plaque signalétique :
Lecture des informations figurant sur la plaque signalétique d’une enceinte à micro-ondes.
4- Comparaison entre la puissance installée et la puissance utilisée :
La puissance d’une installation ne correspond pas au total de la puissance de tous les appareils
installés, mais à la puissance des appareils utilisés en même temps, au même moment
Application :
Le compteur d’un laboratoire de boucherie-charcuterie affiche :
360V, 15A, 50 Hz
¾ Calculer la puissance de ce compteur
¾ Est-il possible de brancher simultanément les appareils suivants :
5 lampes de 100W chacune
1 machine sous-vide de 450 W
1 scie à os électrique de 736 W
1 chambre frigorifique de 2250 W.
Justifier votre réponse.
Puissance du compteur : P = U x I = 360 x 15 = 5400 W
Puissance des appareils installés : (5x100) + 450 + 736 + 2250 = 3936 W
Tous ces appareils pourront être branchés simultanément puisque l’addition des puissances est
inférieure à la puissance du compteur.
C.A.P. J.PATARY Page 4 5- Transformation de l’énergie électrique en énergie thermique : effet Joule
L’effet Joule est la transformation d’énergie électrique en chaleur ou en lumière et chaleur.
Dans le filament d’une lampe à incandescence, l’énergie électrique reçue est transformée en
chaleur et lumière.
Un four électrique transforme l’énergie électrique en chaleur.
6- Transformation de l’énergie électrique en énergie mécanique :
Un moteur électrique (moteur d’une scie électrique, d’un hachoir, etc…) reçoit de l’énergie
électrique qu’il transforme en énergie mécanique. On notera cependant que le moteur
électrique ne transforme pas toute l’énergie électrique reçue en énergie mécanique ; il produit
aussi de la chaleur.
7- Informations figurant sur un compteur électrique :
C.A.P. J.PATARY Page 5 8- Dispositifs de sécurité concernant l’alimentation en énergie électrique des locaux
professionnels :
8-1 Les disjoncteurs :
Ils sont situés en amont des installations et des appareils, dans l’armoire électrique.
Le disjoncteur de puissance :
9 Il permet, grâce une commande manuelle, de couper le courant électrique à tout moment, lors
d’une intervention électrique par exemple. C’est pour cela qu’il se situe toujours en tête d’une
installation électrique.
9 Il coupe automatiquement le courant s’il se produit un incident (court-circuit par exemple)
9 Il coupe automatiquement le courant en cas de surtension (trop d’appareils branchés en même
temps).
Le disjoncteur différentiel :
Il assure, en plus, la protection des personnes en cas de contact accidentel puisqu’il coupe le
courant avant qu’il ne devienne dangereux pour la personne.
8-2 La prise de terre :
Il s’agit d’un troisième fil (fil de terre vert et jaune) qui relie la carcasse mécanique d’un appareil
à la terre. Lorsqu’il y a faux contact, le courant est dévié vers la terre pour protéger les
personnes.
8-3 L’arrêt d’urgence (ou coup de poing) :
Il est placé dans les endroits proches des appareils. Il permet, par simple pression, de couper
immédiatement le courant qui alimente un appareil ou une zone.
9- Rôle d’un isolant électrique :
Un isolant électrique empêche le passage du courant électrique.
C'est ainsi que les fils électriques sont protégés par une gaine en matière plastique.
Exemples d’isolants électriques : le papier, le verre, la céramique, le PVC…
10- La sécurité électrique :
Le courant électrique présente des risques graves pour les personnes lorsqu’il y a contact direct
avec des pièces nues sous tension, ou contact indirect avec des pièces mises accidentellement
sous tension.
Le courant présente également des dangers pour le matériel (détérioration).
10-1 Quels sont les risques de non respect des règles de sécurité?
9 L'électrisation provoque des lésions telles que brûlures, destruction des tissus, tétanisation
des muscles, paralysie des muscles respiratoires.
9 L'électrocution provoque la mort par passage du courant dans le corps.
9 Le court-circuit provoque un échauffement des conducteurs et les étincelles peuvent
provoquer un incendie.
9 L'incendie qui a lieu par court-circuit, peut être du à une multitude d'appareils branchés sur
une même prise. Le conducteur s'échauffe car l'intensité est trop grande.
C.A.P. J.PATARY Page 6 10-2 Les dispositifs de sécurité d'un laboratoire professionnel:
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Le corps humain offre une résistance plus ou moins grande au passage du courant. Cette
résistance est diminuée en atmosphère humide (mains mouillées, semelles de chaussures
mouillées).
Un laboratoire professionnel doit être conforme à la réglementation. Celle-ci est très
importante car elle permet de supprimer les facteurs qui peuvent diminuer la résistance du
corps humain (fatigue, atmosphère humide, surchauffe…)
Quelques règles de base :
Vérifier le bon état apparent du matériel utilisé.
Signaler le mauvais état des câbles.
S’assurer de la mise hors tension des appareils avant de les nettoyer.
Vérifier que les appareils utilisés sont reliés à une prise de terre.
Eviter d’endommager les câbles avec un couteau…
10-3 La conduite à tenir en cas d’accident :
Pour dégager une personne électrisée :
1- Protéger et examiner : il ne faut pas toucher la victime, mais couper le plus rapidement
possible le courant par le dispositif le plus proche (arrêt d’urgence, interrupteur,
disjoncteur…)
2- Alerter immédiatement une personne compétente (sauveteur secouriste du travail,
infirmier, médecin, SAMU, pompiers…)
3- Secourir la victime si l’on est habilité « SST », ou attendre les secours près de la victime.
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