THEME 3 – L’ENERGIE ET SES CONVERSIONS

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Chapitre 10 – Puissance et e nergie e lectrique

Pré-requis : Objectifs :

Conducteurs & isolants. circuits électriques simples.

Intensité et tension électriques. Lois des circuits électriques.

Loi d’Ohm.

Utiliser les formules de puissance et d’énergie en électricité.

Utiliser les unités légales et commerciales de l’énergie.

Faire le lien entre les lois de l’électricité et la protection des installations.

I. Puissance nominale 1. Définition

La puissance nominale P d’un appareil électrique correspond à la quantité d’énergie électrique

consommée par unité de temps lorsqu’il est soumis à sa tension normale de fonctionnement :

L’unité de la puissance est le watt (W) ; un watt correspond à un joule par seconde (J/s).

2. Interprétation

Plus un dipôle a une puissance nominale élevée plus son action est efficace.

Plus l’éclat d’une lampe est fort.

Plus l’aspiration d’un aspirateur est forte.

Plus le son produit par les enceintes peut être fort etc.

3. Quelques exemples

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II. Relation entre Puissance, Tension et Intensité

Un dipôle ohmique alimenté sous une tension U reçoit une puissance P égale au produit de la tension

U entre ses bornes par l’intensité I du courant qui le traverse.

Avec P en watts (W), U en volts (V) et I en ampères (A)

III. Puissance d’une installation domestique 1. Puissance totale

La puissance totale consommée par une installation électrique est égale à la somme des puissances

des appareils électriques branchés et allumés sur cette installation.

Dans une habitation, lorsque la puissance totale

dépasse celle autorisée par le contrat passé avec

le fournisseur d’électricité, le disjoncteur général

coupe le courant.

Exemple : Dans la maison du I.3. quelle est la puissance totale de la maison ?

Quel doit être la puissance du compteur : 3kW, 6 kW, 9kW ou 12kW ?

2. Coupe-circuits Il existe deux causes principales de surintensité :

Lorsque l’on branche trop d’appareils de grande puissance à une multiprise.

Lorsque les deux fils de la ligne, appelés fils de phase et de neutre, entrent en contact

accidentel (court-circuit).

Dans les deux cas, il y a risque d’incendie (surchauffe par effet Joule).

Pour protéger l’installation des surintensités, on utilise deux types de coupe-circuits :

Le fusible est un fil qui fond lorsque le courant limite est dépassé. Le circuit est alors ouvert.

Le disjoncteur est une lame métallique qui se déforme sous l’effet de la chaleur et actionne

un interrupteur.

Application :

Calcul de la puissance totale de l’installation

PTOT = 2500 + 2600 + 1500 = 6600 W

Calcul de l’intensité du fil de phase

ITOT = PTOT / U = 6600 / 230 ≈ 29 A

Le courant est supérieur à 16A : Le coupe-circuit

fonctionne.

U = 230V

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IV. Energie électrique

Abu s de langage : Les appareils électriques ne « consomment » pas d’énergie électrique à

proprement parler, ils la convertissent. « Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme. »

L’unité légale d’énergie est le Joule (J).

L’unité commerciale utilisée pour l’énergie électrique est le kilowattheure (kWh).

C’est avec cette unité que le compteur d’énergie électrique indique l’énergie transférée aux appareils

électriques branchés sur le secteur.

1𝑘𝑊ℎ = 3 600 000 𝐽 = 3,6 × 106 𝐽

L’énergie électrique E transférée pendant une durée t à un appareil de puissance P est:

𝑬 = 𝑷 × 𝒕 avec E en kilowattheure (kWh), P en kilowatts (kW), t en heures (h)

Installation électrique et facture E.D.F

Quand on se connecte au réseau E.D.F on doit choisir un type d’abonnement, c’est à dire la puissance

maximale que pourra consommer l’installation à un moment donné. Plus on souhaite avoir une

installation puissante plus l’abonnement est cher.

L’abonnement détermine la puissance maximale de l’installation (elle est indiqué en kVA sur le

contrat).

Si on dépasse cette puissance à un instant donné, l’installation disjoncte.

Calcul du prix de la consommation.

Prix à payer = Abonnement + (Nb de KWh utilisés x prix d’1kWh)

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