Chapitre 10 – Puissance et e nergie e...
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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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