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1 BAC PROFESSIONNELLE
COMMENT CHAUFFER OU SE CHAUFFER
COMMENT UTILISER L’ELECTRICITE POUR CHAUFFER OU SE CHAUFFER ?
I PUISSANCE D’UN CONDUCTEUR OHMIQUE
On appelle conducteur ohmique (ou résistance) tout dipôle vérifiant la loi d’Ohm (U = R I). Tous les conducteurs
ohmiques transforment intégralement l’énergie électrique qu’ils reçoivent en énergie thermique.
1° Expérience
Mesurez les valeurs RA et RB des résistances, puis notez les
valeurs dans le tableau ci-dessous.
Branchez l’adaptateur au compteur d’énergie, puis reliez l’adaptateur au secteur.
Reliez le cordon d’alimentation du générateur au secteur.
Sélectionnez le mode P (puissance) du compteur d’énergie.
Notez la valeur de la puissance PA consommée par le conducteur ohmique.
Sélectionnez le mode U (tension) du compteur d’énergie.
Notez la valeur de la tension UA aux bornes du conducteur ohmique.
Remplacez le conducteur ohmique A par le conducteur ohmique B, puis répétez les manipulations précédentes
Calculez les expressions Error!. Notez les résultats dans le tableau.
R(Ω)
P( W)
U(V)
Conducteur
ohmique A
120
0,3
6
Conducteur
ohmique A
300
0,12
6
Error!
OBSERVATION
Les valeurs numériques de la puissance P et de l’expression Error! sont .................
2° Conclusion
ONCLUSION
La puissance électrique P, exprimée en watt (W) d’un conducteur ohmique de résistance R exprimée en
ohm (Ω) et soumis a une tension U exprimée en volts est égale à Error!
II ÉNERGIE D’UN CONDUCTEUR
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Comment utiliser l'électricité pour se chauffer ?
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1° Expérience
Faire le même montage que précédemment puis mesurer
l’énergie dépensée au bout de temps différents.
Calculez les expressions Error!. Notez les résultats dans le tableau.
R(Ω)
U(V)
120
6
t(s)
E(J)
60
18
180
54
Error!
• Les valeurs numériques de l’énergie E et de l’expression sont ……………...
2° Conclusion
• L’énergie électrique E, exprimée en joule (J) d’un conducteur ohmique de résistance R exprimée en
ohm (Ω), soumis à une tension U exprimée en volt (V), pendant un temps t exprimé en seconde (s)
est égale à Error!
3° Puissance et énergie calorifique ( LOI DE JOULE )consommée sous forme calorifique dans un
conducteur ohmique
Les conducteurs ohmiques traversés par un courant d'intensité I vérifient la loi d'ohm U = R × I , la puissance
électrique qu'ils reçoivent est donc :
L’énergie dégagée par une résistance R où passe un courant d’intensité I pendant un temps t est vérifiée par la
relation :
III METHODES DE CHAUFFAGE
1° Convection
Qu'observe t - on ?
Conclusion :
Dans un fluide, la propagation de la chaleur se fait en suivant des ………………….de convection.
La propagation de la chaleur par convection se fait avec ………………… de matière.
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2° Les radiateurs et convecteurs
3° Rayonnement
Le rayonnement thermique ou rayonnement
infrarouge est de même nature que la ……………..
Il peut se propager dans le vide. Le rayonnement
thermique est émis par les corps …………………….
Un corps noir absorbe …………….. la chaleur qu’un
autre corps.
4° Panneaux radiants
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IV EXERCICES
1° Un chariot électrique est entraîné par un moteur portant sur sa plaque les indications 45 V- 16,7 A;
la batterie d'accumulateurs alimentant le circuit possède une autonomie de 40 minutes
a) Quelle est la puissance électrique du moteur ?
b) Quelle énergie électrique consomme t il pendant la durée d'autonomie de la batterie ?
2° Durant le cycle de lavage d'un lave-linge, résistance chauffante de puissance électrique 3 kW a fonctionné
pendant 12 minutes ; le moteur d'entraînement du tambour, les circuits auxiliaires (pompe, circuits de commande), de
puissance totale 440 W, ont fonctionné pendant 45 minutes.
a) Calculer l'énergie électrique totale consommée lors d'un cycle de lavage.
b) Quel est le coût électrique d'un cycle de lavage sachant que le kilowattheure est facturé par EDF
environ 0,10 € ?
3° Un circuit électrique de secours, alimenté par un générateur de courant continu, sous la tension de 150 V
a fonctionné sans interruption pendant 2 h 30 min ; le compteur d'énergie a enregistré une consommation
de 4,3 kWh.
a) Quelle est la puissance électrique de l'installation ?
b) Quelle est l'intensité du courant traversant le circuit en fonctionnement ?
4° La plaque signalétique d'un chauffe-biberon fonctionnant sur la prise « allume-cigare » d'une automobile indique
12 V-100 W.
a) Quelle est l'intensité du courant traversant la résistance chauffante R en fonctionnement ?
b) En déduire la valeur de la résistance R.
U = 230 V
5° La plaque signalétique d'un radiateur électrique est représentée ci-contre.
P = 920 W
a) Calculez la valeur de la résistance de son conducteur ohmique.
f = 50 Hz
b) Ce radiateur fonctionne pendant 6 heures. Calculez, en wattheure,
l'énergie électrique consommée.
c) Ce radiateur étant constitué d'un conducteur ohmique, précisez l'énergie thermique fournie à l'environnement
pendant la durée de fonctionnement. Justifiez votre réponse.
6° Un compteur d’énergie électrique a permis de constater qu'un radiateur électrique avait consommé 25,5 kWh
en 8 h 30 min de fonctionnement. La tension du courant est de 230 V.
a) Déterminez l'énergie en joule consommée par le radiateur.
b) Déterminez la résistance du conducteur ohmique de ce radiateur.
c) Déterminez la puissance du radiateur
7° Un compteur d'énergie a les caractéristiques suivantes C = 2 Wh par tour de disque , U = 230 V. Quelle est la
puissance du circuit contrôlé par le compteur si son disque a effectué 20 tours en une minute?
8° Quelle est l'énergie consommée
a) par le fer à repasser ( 800 W) pendant 30 minutes ?
b) par le chauffe-eau ( 1800 W) pendant 6 heures ?
c) par la plaque( 1500 W) pendant 10 minutes
9° Une énergie E = 17765 J est nécessaire pour chauffer le contenu d'un biberon.
Branché sur l'allume cigare d'une automobile (U = 12 V), le chauffe-biberon a mis 8 minutes pour amener le contenu
du biberon à température de consommation.
a) Quelle est la résistance du conducteur ohmique du chauffe-biberon?
b) Quelle est la puissance du chauffe-biberon?
10° Une bouilloire dont le conducteur ohmique possède une résistance R = 30 Ω, fonctionne sous une
tension U = 230 V.
Pour porter son contenu à ébullition, elle consomme une énergie E = 148 Wh.
a) Quelle est, en joule, l'énergie consommée par la bouilloire?
b) Calculez le temps, en seconde et en minute, mis par la bouilloire pour porter l'eau à ébullition.
c) Déterminez la puissance de la bouilloire.
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